Deux projets de recherche des Centres Josef Ressel ont été menés cette année avec le Tarif CDG excellent. Les deux projets traitent de la physique des matériaux et des composants, mais font de la recherche sur des sujets différents. Lors d’un projet utilisant des matériaux lasers à impulsions ultra-brèves traitées, l’autre examine les composants défauts de qualité.

Le traitement des matériaux avec des lasers n’est pas nouveau, mais beaucoup plus est possible avec des lasers à impulsions ultra-courtes. La surface est traitée avec des impulsions laser dans le Gamme femto et picoseconde tirer dessus, donc seulement pour quelques-uns quadrillionième une seconde. Cela présente l’avantage que le matériau non chauffé. De cette façon, les matériaux sensibles peuvent être à l’échelle nanométrique à éditer.

Recherche sur les matériaux fonctionnels

Sandra Strøj du Centre de traitement des matériaux JR à Dornbirn étudie tout ce qui peut être fait avec ces lasers. Comme la structure de la surface de l’aile d’un scarabée du désert à répliquer. Aussi connus sous le nom de buveurs de brume, ces coléoptères gagnent de l’eau en battant des ailes dans la brume matinale brume du désert donjon. En raison de la structure vallonnée des ailes, les coléoptères peuvent extraire beaucoup plus d’eau du brouillard qu’il ne serait possible avec des surfaces lisses. Vallées hydrofuges entre les collines mènent que condensation directement à la bouche de l’insecte.

« Nous n’avons même pas mentionné les surfaces fonctionnelles basées sur le scarabée du désert dans la proposition de recherche. Cependant, les premiers résultats de recherche étaient si prometteurs que nous les avons adoptés comme objectif et ils sont finalement devenus l’un des succès les plus importants du JR Center », déclare Stroj dans une interview avec futurezone.

Application dans plusieurs domaines

En collaboration avec la société Lasers à Q élevé de Rankweil, Stroj a pu traiter des surfaces sur lesquelles n’importe quel état de mouillage souhaité pouvait être généré. Les applications vont de la lutte condensation dans des machines ou des avions jusqu’à production d’eau potable dans les zones sèches.

Les lasers à impulsions ultra-brèves présentent également un intérêt pour les applications médicales. Par exemple, la lumière pourrait être directement transmise via des fibres de verre tissu tumoral être introduite, qui était auparavant enrichie de substances photoactives. Les substances absorbent si fortement la lumière que, idéalement, la tumeur est détruite. Avec des lasers à impulsions ultra-courtes, on pourrait fibres de verre d’une épaisseur d’un micron modifier grossièrement cette lumière répartir de manière optimale devient.

Stroj a pu réaliser une percée technique dans le traitement des cristaux piézo S’inscrire. Les cristaux piézo sont des structures extrêmement poreuses et sensibles qui convertissent la tension électrique en mouvement mécanique – ou vice versa. « Nous avons été les premiers au monde à pouvoir découper des structures très fines dans ces cristaux », se félicite fièrement le chercheur. Stroj est aussi fier d’elle équipe: « Nous avons tant publié et participé à tant de conférences. Et tout cela avec une équipe relativement réduite. »

La distribution de la chaleur révèle des défauts dans les matériaux

Stroj partage le Prix CDG 2022 Günther Mayr du JR Center for Thermographic Non-Destructive Testing of Composite Materials chez le poisson-chat. Mayr travaille au développement ultérieur de méthodes d’essais thermodynamiques. La lumière (souvent des projecteurs halogènes) est rayonnée sur un composant et le température superficielle mesuré.

Avec un composant sans défaut, la chaleur circule uniformément à l’intérieur. Si le matériel mauvais fonctionnement expositions – comme une bulle d’air – mais il s’agit d’un accumulation de chaleurqui se trouve en surface point chaud indique. La procédure de test présente plusieurs avantages : Le composant doit être pas touché devenir et l’examen a lieu tres rapide.

Application dans l’aviation

Les résultats de la mesure de la température sont convertis mathématiquement de telle sorte qu’un représentation tridimensionnelle du défaut peut être modélisé. La méthode est déjà utilisée par l’équipementier aéronautique FACC utilisé pour tester les composants minces. composants pour Boeing et Airbus sont contrôlés pour leur qualité.

à matériaux plus épais, matériaux composites ou composants de forme complexe Cependant, les limites de la méthode sont rapidement atteintes. « Avant c’était le cas profondeur d’erreur devait être plus petit que ça diamètre d’erreur», explique Mayr dans une interview avec futurezone. « Nous étions maintenant en mesure d’améliorer cette référence grâce à la facteur 2 améliorer. »

« Bien sûr, le prix est le couronnement du Centre Josef Ressel et montre son succès », déclare Mayr, soulignant la double nature du centre de recherche. « D’une part, nous avons publié des articles dans des revues très respectées, d’autre part, nos recherches sont extrêmement axées sur les applications. »

Une start-up veut développer une tête de capteur

Cependant, la configuration technique pour les tests de matériaux est encore quelque peu lourde – elle nécessite plusieurs trépieds, des sources lumineuses et un ordinateur pour le calcul. 2 salariés du centre JR ont donc fondé la start-up vide. L’entreprise en veut un tête de capteur intelligente pour les inspections thermographiques, qui combine tous les composants dans un petit appareil.

Il y a une demande pour cela, comme le révèle Mayr : « L’intérêt a énormément augmenté, et pas seulement pour l’aviation. Nous recevons constamment des demandes de secteur automobilemais aussi de la transport ferroviaire et de entreprise spatiale.”

Le Prix CDG de la Recherche et de l’Innovation a été décerné pour la première fois cette année aux Centres Josef Ressel. La moitié des installations de recherche technique et scientifique des universités autrichiennes des sciences appliquées sont financées par le public et l’autre moitié par des entreprises partenaires. En plus du prix en argent, les gagnants reçoivent également un trophée : il représente l’effet Doppler.

Cet article a été réalisé dans le cadre d’une coopération avec la Christian Doppler Research Society (CDG).