Mit Nanopartikeln lassen sich die Oberflächen von zahlreichen Produkten verbessern: Sie machen Brillengläser kratzfester, Fassadenfarbe feuchtigkeitsabweisender und Prothesen und Implantate für den Körper verträglicher. Eine Möglichkeit, Nanopartikel herzustellen, ist, mit einem Laser auf ein Metallplättchen aus Platin, Gold oder Silber zu schießen. Die Metalle liegen dabei in einer Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, durch die man den Laserstrahl hindurch fokussiert. Die erzeugten Nanopartikel landen im Behälter und lassen sich mitsamt der Flüssigkeit weiterverarbeiten. Allerdings dauerte das Verfahren für die industrielle Umsetzung bislang noch zu lange.
Lasersystem erzielt 40 Millionen Schuss pro Sekunde
Das Forscherteam um Bilal Gökce von der Universität Duisburg-Essen hat das Verfahren mit dem besonders leistungsstarken Ultrakurzpulslaser (UKP) 500flex der Trumpf Tochter Amphos durchgeführt. Der UKP-Laser erzeugt über 40 Millionen Pulse pro Sekunde mit einer Pulsdauer von drei Pikosekunden. Außerdem verfügt das System über einen Scanner, der den Laserpuls, der durch die Kavitationsblase abgeschirmt wird, wieder in Position bringt. Auf diese Weise arbeitet das System besonders leistungsfähig: Gökce und sein Team konnten zeigen, dass sich bis zu 4 g Nanopartikel pro Stunde erzeugen lassen. Mit dieser hohen Ausbeute könne sich das Verfahren in der Industrie wirtschaftlich einsetzen, so die Wissenschaftler.
Ultrakurzpulslaser für wissenschaftliche Anwendungen
Seit Januar 2018 gehört die Amphos GmbH zu Trumpf und bereichert das Produktportfolio um leistungsstarke und flexible Kurz- und Ultrakurzpulslaser. Neben Standardgeräten bietet Amphos auch angepasste Laser mit individuell einstellbaren Parametern. Das Forscherteam aus Duisburg-Essen arbeitet mit einer solchen Sonderanfertigung, die optimal auf den Prozess ausgelegt ist.
