近期,韓國科學(xué)技術(shù)情報(bào)通信部國家科學(xué)技術(shù)院所屬的電力專業(yè)研究機(jī)構(gòu)——韓國電氣研究院(KERI)稱,電氣醫(yī)療器械研究中心研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一項(xiàng)利用飛秒激光對鈦材進(jìn)行表面處理的技術(shù)。
飛秒(Femto second)激光是指一種激光系統(tǒng)技術(shù),由此產(chǎn)生的脈沖(Pulse)具有極其短的時(shí)間,僅相當(dāng)于千兆分之一秒,這也是KERI引以為榮的一項(xiàng)研究成果。脈沖重復(fù)率及平均輸出率高、長時(shí)間運(yùn)行也可以確保穩(wěn)定的輸出率,有望應(yīng)用于超細(xì)微加工的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
飛秒激光商業(yè)化的關(guān)鍵要素之一就是加工速度,為了采用飛秒激光進(jìn)行細(xì)微加工,現(xiàn)有技術(shù)主要以緩慢的速度對材料進(jìn)行加工,但這種方法需要耗費(fèi)大量的時(shí)間,在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面還存在相當(dāng)?shù)睦щy。
KERI開發(fā)的技術(shù)不僅維持了飛秒激光的精密性,而且還可以確保較快的加工速度,是最佳的一種表面處理體系,研究團(tuán)隊(duì)采用了視野角度寬闊的透鏡,通過與高速旋轉(zhuǎn)的鏡面組合,飛秒激光在較寬的面積上也可以進(jìn)行穩(wěn)定的表面處理。
KERI將飛秒激光應(yīng)用于鈦材的表面處理時(shí),不僅可以提升鈦材的固有性能,還有望制造出功能性表面。通常來說,鈦材重量輕、強(qiáng)度高、無毒性,而且可以適用于人體,在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍。采用飛秒激光可以在鈦材表面制備出納米尺寸的組織結(jié)構(gòu),從而使其表面具備親水或疏水的性質(zhì),成為治療效果更為好的材料。
值得一提的是,KERI開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)有望在植牙或體內(nèi)移植醫(yī)療器械領(lǐng)域產(chǎn)生可觀的效應(yīng)。飛秒激光處理后的親水型鈦材可以制備成種植牙,與人體親和度高,與人體骨骼可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定融合,從而大幅縮短患者的治療周期;與之相反,進(jìn)行疏水處理后的鈦材可以制備成體內(nèi)移植醫(yī)療器械,有助于減小患者體內(nèi)的異物反應(yīng)(放入體內(nèi)的物質(zhì)與人體產(chǎn)生的抗拒反應(yīng))。
參與研發(fā)的首席研究員鄭寶淑(音譯)表示,為了達(dá)到全球領(lǐng)先水平的飛秒激光技術(shù),KERI正在不同的基礎(chǔ)學(xué)科應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行研究,采用該技術(shù)進(jìn)行鈦材表面處理,在醫(yī)療器械領(lǐng)域的潛力巨大,因而備受矚目。通過在激光、材料、光學(xué)和加工等領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)合研究,由此最大化發(fā)揮飛秒激光的優(yōu)點(diǎn),構(gòu)建最佳的表面處理系統(tǒng)。
目前,該技術(shù)已經(jīng)向一家材料企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓,并做好了商用化的前期準(zhǔn)備。為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)的真正落地生根,KERI研究團(tuán)隊(duì)還將持續(xù)提供技術(shù)咨詢和必要的支持。