مدلسازی تشکیل ساختارهای تناوبی القاشده توسط لیزر اگزایمر بر سطح پلیمرها

برهمکنش پرتوهای فرابنفش لیزر اگزایمر با پلیمرها منجر به شکل گیری ساختارهای تناوبی سطحی (LIPSS) در مقیاس نانو و میکرو می شود. علیرغم پژوهش های تجربی گسترده، درک جامعی از مکانیزم های بنیادین حاکم بر آستانه تشکیل و دوره تناوب این ساختارها در پلیمرها وجود ندارد. در این پژوهش یک مدل نظری چندفیزیکی برای پیش بینی مورفولوژی سطح تحت تابش لیزر اگزایمر ارائه می شود. مدل پیشنهادی با تلفیق معادله هدایت گرمایی غیر فوریه ای، سینتیک فوتوشیمیایی شکست زنجیر و ناپایداری ریلی-تیلور در لایه مذاب القاشده، شرایط بحرانی برای گذار از کندگی لایه ای منظم به آشفتگی حرارتی را تعیین می کند. نتایج مدلسازی نشان می دهد که دوره تناوب ساختارها (Λ) نه تنها به طول موج و زاویه تابش لیزر بلکه به گرانروی دینامیکی لایه مذاب و گرادیان دما بستگی دارد. این مدل می تواند به عنوان یک ابزار طراحی برای مهندسی سطح پلیمرها در کاربردهای زیست پزشکی و میکروسیالی به کار رود.

کلیدواژه ها:

لیزر اگزایمر ، پلیمر ، LIPSS ، مدل سازی ، نظری ، ناپایداری هیدرودینامیکی ، انتقال حرارت غیر فوریه ای