«Металл на стекле с точностью до микрометра»: ИТМО разработал инновационную физико-математическую модель

Исследователи Университета ИТМО разработали физико-математическую модель, позволяющую прогнозировать ключевые параметры лазерного осаждения металлов на стекло. Точность предсказаний достигает 90%, что открывает новые возможности для создания защитных меток и декоративных покрытий микронного разрешения.

Метод, на котором основана разработка, называется лазерно-индуцированный обратный перенос (LIBT). При этом металлическая пластина разогревается лазером до высоких температур и испаряется, формируя облако паров, капель и мелких частиц — парогазовый факел. Затем металл осаждается на прозрачной подложке, создавая покрытие толщиной меньше диаметра человеческого волоса. Основная сложность LIBT до сих пор заключалась в подборе правильного зазора между мишенью и подложкой — неверное расстояние приводило к потере материала или неравномерному осаждению.

Модель ИТМО решает эту проблему: она позволяет вычислить оптимальный зазор, диаметр области осаждения и толщину металла. Для расчётов необходимо задать параметры лазерного импульса, диаметр фокусного пятна, а также оптические и теплофизические свойства металла.

Разработка открывает новые возможности для промышленности и дизайна. Металлические покрытия микронного разрешения можно использовать для нанесения нестираемых защитных маркировок прямо на изделия, а также для декорирования стеклянных объектов и создания художественных элементов, сочетая функциональность и эстетический эффект.