纳秒激光刻蚀反月尘铝表面

30 秒织出防尘微结构

用纳秒激光在铝基板上快速构造分级乳头状微结构，大幅降低月尘粘附力，且积尘可通过翻转载荷轻松清除，适用于月球探测任务。

王霄 · Shao, Hong · 张海燕 · 朱应敏 · 张佳 · 王卫东 · 杨湛 · 唐昶宇

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

参数信息

激光扫描间距

80 μm

静态积尘覆盖率

1.95 %

翻转后粉尘残留率低于

17 %

技术优势

制备极快

激光诱导光热效应在 30 秒内即可在 25×25 mm 铝基板上形成分级乳头状结构，远快于现有复杂工艺。

粘附力低

优化参数后，80 μm 扫描间距的铝基板月尘粘附力仅为 9.58 nN，因为与粉尘的接触面积最小。

易除尘

低粘附力表面上的积尘通过翻转和重力即可轻松清除，粉尘残留率低于 17%。

应用场景

• 月球探测装备：给月球探测器表面提供快速防尘处理，减少月尘累积导致的性能下降。
• 航天器表面防护：用激光织构替代复杂涂层，为航天器表面提供耐久的防尘微结构。
• 激光表面织构：展示纳秒激光在铝基板上快速制造功能性织构的能力，可用于月尘防护。
• 防尘光学窗口：通过降低粘附力使光学窗口上积尘易被清除，保持透光性。