材料科学家因提高汽车电触点的可靠性而获奖
如今的汽车配备了 2000 多个电气连接器，所有摄像头、传感器和其他设备均专为驾驶员的舒适性和安全性而设计。无论行驶过程多么寒冷、潮湿或颠簸，这些连接器都需要提供不间断的电接触。材料科学家 Frank Mücklich 教授开发了一种激光表面纹理处理程序，可以使电触点表面更加稳定、更加高效。为了表彰这位萨尔布吕肯教授的这项工作，德国电气、电子和信息技术协会 (VDE) 授予这位萨尔布吕肯教授阿尔伯特·凯尔奖，该奖旨在表彰在电接触领域取得的杰出成就。
现代汽车出现的大多数问题都是由电气系统故障引起的。但是，当汽车的电子显示系统显示故障时，通常不是由于复杂电路板上的缺陷，而是由于电气连接故障，导致电气接触断开(有时仅持续不到一秒钟)温度或湿度的变化或机械振动。“与传统工程表面之间的电接触相比，我们开发的工艺使我们能够将接触电阻大幅降低高达 80%。鉴于一辆中型汽车中有超过 2000 个插入式连接器，我们的程序显着提高了车辆的整体功能可靠性。这意味着即使在高湿度、极热或极冷等恶劣天气条件下，电信号的传输也更加可靠。”萨尔大学功能材料教授 Frank Mücklich 说道。
Mücklich 和他的团队开发的技术被称为直接激光干涉图案化 (DLIP)，可产生仿生微结构表面。DLIP 方法使用多束激光束在空间上重叠时产生的干涉图案，在材料表面上产生微观精细、对称的图案。结果是表面产生微米级的周期性微观结构，所产生的结构的高度小于人类头发的厚度。DLIP 方法的另一个关键方面是它在工业上高效，可实现高达每分钟一平方米的速度。Frank Mücklich 解释说：“由如此精确的微结构表面制成的插头连接功能更加可靠，即使在所有汽车的定期维修过程中手动打开和关闭插头连接也如此。” 萨尔布吕肯的研究人员从自然界中汲取灵感，众所周知，具有这种微地形结构的表面会表现出特殊效果。众所周知的例子包括具有防水叶子的莲花或蝴蝶的翅膀，它们闪烁的彩虹色并不是由于颜料的存在，而是由于光的干涉效应。
萨尔州 Steinbeis 材料工程中心负责人 Mücklich 表示：“多年来，我们一直与合作伙伴密切合作开发这项新技术，现在它已成为一项适销对路的技术，可以在工业大规模生产的快速流程中有效部署。” (MECS) – 萨尔大学的一个研究中心。为了推动这一新颖技术平台的工业应用，Mücklich 与志同道合的合作伙伴共同创立了 SurFunction GmbH。向 Mücklich 教授颁发阿尔伯特·凯尔奖不仅是因为他在 DLIP 方面的工作，也是对许多其他技术的认可，这些技术也可用于应对向电动汽车转变所带来的挑战。
Frank Mücklich 和他的团队使用各种 3D 分析技术，可以量化材料内部结构的变化，例如由电触点切换时产生的高电流密度引起的变化。“我们可以看到材料的微观结构在机械或电力负载下如何在微米、纳米和原子尺度上发生变化。由于现代电动汽车 (EV) 的高电池容量和快速充电速度，电触点和充电基础设施承受着巨大的电应力。我们现在可以定量地了解在这些过程中材料内部发生的情况，包括深入了解材料的电阻如何变化。这将有助于开发更坚固耐用的电气元件。”Mücklich 教授解释道。鉴于向更可持续的能源形式的持续过渡以及电动汽车在汽车市场中份额的强劲增长，Mücklich 和他的团队的工作意义重大，但对于自动驾驶汽车的可靠性和操作安全性来说可能更为至关重要。
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