Gepulste Femtosekundenlaseranlage

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467354208

Oberflächen und deren Wechselwirkungen miteinander und ihrer Umwelt sind von enormer Komplexität. Ihr Verständnis war und wird auch in Zukunft eine der großen Herausforderungen der Naturwissenschaften bleiben. Zahlreiche Funktionseigenschaften von Oberflächen, wie z.B. Reibverhalten, Biofunktionalität, elektrischer Kontaktwiderstand und antimikrobielle Eigenschaften lassen sich in weiten Bereichen durch gezielte chemische und topographische Modifikation von Oberflächen einstellen. Die hier beantragte Femtosekunden-Pulslaseranlage soll hauptsächlich dieser Funktionalisierung von Oberflächen dienen. Dabei kommt die in der Gruppe des Hauptantragstellers maßgeblich entwickelte DLIP-Technik (Direct Laser Interference Patterning) zum Einsatz, mit der periodische Oberflächenstrukturen erzeugt werden können. Als geplante Forschungssgebiete sind hier vor allem die Interaktion von Bakterien und Viren mit Oberflächen und die Erzeugung reibungsoptimierter Strukturen zu nennen. Die beantragte Ausstattung soll dabei als Ersatz für ein bestehendes System dienen, mit dem in den letzten Jahren umfangreiche Forschung in zahlreichen Projekten (DFG, DLR/ESA, NASA) betrieben wurde. Die dabei geleistete interdisziplinäre Forschung zwischen Materialwissenschaft und Biophysik leistet einen Beitrag zum Schwerpunkt NanoBioMed der Universität des Saarlandes. In der (Oberflächen-)Materialbearbeitung sind Femtosekundenlaser von besonderem Interesse. Aufgrund der Natur der Wechselwirkung mit der Materie minimiert diese Art Laser durch ultrakurze Pulse den thermischen Einfluss auf die Probe auf ein Minimum bei gleichzeitigem Materialabtrag auf der (sub-)Mikrometerskala mit hoher Kanten- und Detailschärfe. Damit eignet sich dieser Laser auch ideal für das zweite geplante Anwendungsgebiet, das Direct Laser Writing (DLW) zur gezielten Fertigung definierter Probengeometrien, z.B. der Herstellung von Mikrobiegebalken für mechanische Experimente auf kleiner Skala. Altersbedingt soll das bisher genutzte, aber nicht mehr mit allen relevanten Ersatzteilen versorgte Femtosekundenlasersystem durch eine modernere Anlage mit Zubehör ersetzt werden, wobei zur Ausschöpfung des vollen technischen Potentials eine Ausstattung auf dem aktuellen Stand der Technik beantragt wird. In Verbindung mit dem modernisierten Equipment bildet die neue Laseranlage eine signifikante Stärkung und Erweiterung der Forschungskompetenz der involvierten Arbeitsgruppen, welche sich themenübergreifend abbilden lässt und essentiell für den weiteren Ausbau der Grundlagenforschung auf internationalem Spitzenniveau am Campus Saarbrücken ist.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Gepulste Femtosekundenlaseranlage
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Universität des Saarlandes
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Frank Mücklich