侯佳

關于激光,大家都不陌生,從課本知識到實際應用,激光的身影可以說無處不在,從掃描商品條形碼、激光打印到激光美容、治療近視,早已為人們所熟悉。激光設備用于工業生產的切割、鉆孔以及焊接也為許多人所了解,但用激光來打掃衛生,你肯定還沒有聽說過吧!想象一下,家里的玻璃窗臟了,若用抹布擦,既辛苦又危險,而且還有一些死角擦不到,如果這時有一把激光器一掃而過,玻璃窗馬上就變得干凈透亮,這將是一件多么美好的事。不要以為這是白日夢,激光清潔其實早就已經出現了。
激光清潔,顧名思義就是利用高能激光束照射物體表面,使表面的污物、銹斑或涂層發生瞬間蒸發或剝離,從而高速有效地清潔物體表面的附著物或表面涂層,達到潔凈的目的。你是不是想:為何小小的一束光就能清除物體表面的污漬呢,我怎么沒發現買的激光筆有這個功能啊?不要小看小小的激光束,用于工業清潔的激光束能量高達104~1015W/cm2,是強度最高的熱源,能在焦點鄰近產生上千乃至上萬攝氏度的高溫,使物體表面的污漬瞬間蒸發、氣化或分解,日常生活中能購買到的激光筆可達不到這個強度!
根據被清洗物體與污漬的光學特性,激光清洗分為兩大類:一類是利用物體與表面污漬對某一波長激光能量的吸收系數具有很大的差別,輻射到物體表面的激光能量大部分被表面污漬所吸收,從而受熱或氣化蒸發,或瞬間膨脹,并被形成的氣流帶動,脫離物體表面,達到清洗目的。而物體本身由于對該波長的激光吸收能量極小,不會受到損傷。對此類激光清洗,選擇合適的波長和控制好激光能量大小。另一類適用于物體與表面污漬的激光能量吸收系數差別不大時,利用高功率高重復率的脈沖激光沖擊被清洗的物體表面,使部分光束轉換成聲波。聲波擊中下層硬表面后,返回的部分與激光產生的入射聲波發生干涉,產生高能波,使污漬發生小范圍的爆炸,變成粉末,再用真空泵清除,而物體本身卻不會受到損傷。
可以看出,激光清潔是一種“綠色”的清洗方式,它無需任何化學藥劑和清洗液,可以輕易解決化學清洗帶來的環境污染問題;而且由于無需對物體表面進行機械用力,從而也不會對物體本身造成破壞。基于自身優勢,激光清潔已經在許多領域逐步取代傳統清洗工藝。
清潔石雕
石雕和石刻等年代久遠的高檔石質藝術品,由于其極精細和易損的表面結構,成為激光清洗技術應用最早的領域。人們發現,用激光清除石雕表面的污垢有其獨特的優勢,它能夠十分精確地控制光束在復雜的石雕表面上移動,清除污垢而不損傷文物石材。維修人員借助激光光束除去了覆蓋在大理石雕刻花紋上幾毫米厚的黑色垢層,大理石表面原有的色澤體現出來,使精美的雕刻重現光彩。
清潔繪畫
激光清洗技術的出現拯救了大批西方藝術繪畫和古卷。西方繪畫以油畫為主,畫作表面都附有一層厚度為0.05~0.08mm的清漆層,用于保護油畫作品的表面,同時提高色彩亮度。但由于氧化作用而使清漆層老化、變黑,嚴重影響藝術品的觀賞性。激光技術可有效分解剝蝕污染物,而對原畫作表面無任何影響。
清除舊漆
在歐洲,激光清洗系統早已應用在航空工業中。飛機的表面過一定時間后要重新噴漆,但是噴漆之前需要將原來的舊漆完全除去。傳統的機械清除油漆法容易對飛機的金屬表面造成損傷,給安全飛行帶來隱患。如采用多個激光清洗系統,可在兩天之內將一架空客A320表面的舊漆層完全除掉,且不會損傷到金屬表面。
清理樓宇外墻
如今越來越多的摩天大樓被建立起來,大樓外墻的清潔問題日益凸顯,目前多數采用的人工清潔方式十分危險,并且清潔效率較低,激光清洗系統可以通過最長70m的光纖對建筑物外墻的清洗,提供了很好的解決方法,它可以對建筑物上的各種石材、金屬、玻璃上的污漬進行有效清洗,且比常規方式的清洗效率高很多倍。
看到這里,相信很多人都想要擁有一套激光清潔設備了。只是很可惜它現在價值不菲,如果你想在家里輕松愉快地清理諸如烤箱烤盤大小的物體,你需要花費至少45000歐元,也就是30多萬人民幣……不過隨著激光技術的進一步發展,價格也會逐漸降低,激光清潔設備很快就能進入尋常百姓家了。