Respuestas microstruturales superficiales de esquisto verde heterogéneo a las ranuras láser de femtosegundos con...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería de superficies
• Física del láser

Sus antecedentes:

• Las estructuras patrimoniales de esquisto verde del Monte Wudang requieren protección contra las intemperie.
• Las superficies superhidrofóbicas bioinspiradas ofrecen soluciones potenciales para la preservación de la piedra.
• La heterogeneidad del esquisto verde complica la modificación de la superficie inducida por láser.

Objetivo del estudio:

• Investigar la fabricación con láser de femtosegundos de micro/nanostructuras en esquisto verde heterogéneo.
• Comprender las interacciones láser-material entre los minerales constituyentes del esquisto verde (cuarzo, clorita, moscovita).
• Desarrollar parámetros láser optimizados para crear superficies estables y superhidrofóbicas en esquisto verde.

Principales métodos:

• Experimentos sistemáticos de escaneo láser de femtosegundos en esquisto verde.
• Fabricación de micro ranuras con espaciados de ranura variables y repeticiones de escaneo.
• Análisis de mapeo de la morfología superficial y de la espectroscopia de rayos X de dispersión energética (EDS).

Principales resultados:

• Se observaron respuestas de ablación distintas entre los minerales de cuarzo, clorita y muscovita.
• Los parámetros optimizados (espaciado de 60 μm, 2-6 pases) arrojaron micro/nanostructuras robustas y repetibles.
• Se consigue un rendimiento superhidrófobo con ángulos de contacto con el agua superiores a 155°.

Conclusiones:

• El procesamiento láser de femtosegundos es eficaz para la funcionalización de esquisto verde heterogéneo.
• Desarrolló una nueva estrategia para el control de la interfaz en materiales de piedra natural.
• Proporciona una base para proteger y modificar el esquisto verde en la conservación del patrimonio.