弗劳恩霍夫研究所材料与光束技术研究所的工程师正在使用超短脉冲激光在发动机中产生非常精细且减少摩擦的鱼骨形状，目标是通过更多这种形状来减少汽车十分之一的燃料消耗比。

参与这项工作的Fraunhofer IWS的电气工程师Udo Klotzbach估计，如果选择内燃机中的单个零件，汽车可以节省百分之几的汽油或柴油。“如果我们也用它来加工滑动轴承，滚动轴承和其他移动的汽车零件，并计算整个汽车，我们甚至可以节省两位数的百分比范围，”他说。更重要的是，他补充道，这些组件的平均寿命延长了约30％。

当汽车发动机中的活塞每分钟上下移动几千次时，它们会摩擦汽缸的内壁。这种摩擦会减慢它们的速度，浪费动能，最终也会加速燃料。此外，随着时间的推移，小的材料损失和变形会损坏发动机，直至常说的“活塞癫痫发作”。

在许多机器中出现类似的摩擦问题 - 例如，在机车和铣床中。即使是现代电动汽车也会因电动机和其他运动部件的摩擦而浪费部分电池电量。预测表明，摩擦和相关磨损消耗了德国年经济产出的2-7％。但是，虽然不能完全避免摩擦，但是可以减少摩擦。作为一个例子，工程团队已经在活塞环上测试了其抗摩擦技术，活塞环将发动机活塞封闭起来就像密封一样，以保持润滑油远离燃烧室。

使用发射非常短但高能量光脉冲的激光器，工程师可以在活塞环上产生几微米的小孔。结果，产生了肉眼几乎察觉不到的图案，但在显微镜下看起来像排水通道或鱼骨。这些骨骼图案有两个功能：“一方面，它们可以减少可以摩擦气缸壁的区域，”Klotzbach解释说。“另一方面，通道将发动机油引导到通常发生最大摩擦损失的区域。从某种意义上说，如果我们坚持鱼骨，它的脊柱就是新油在需要时流过的通道。” 当发动机运转时，这导致保护油膜在环和气缸内壁之间浮动。

超短激光脉冲在发动机部件（如活塞环）中产生微图案，从而减少摩擦

然而，激光必须以高精度产生骨图案而不产生尖锐的毛刺。这就是为什么工程师们也使用超短脉冲激光器，它发出的光脉冲通常只能持续500 fs。相比之下，需要两万亿个这样的脉冲，直到整整一秒钟过去。“因为这些脉冲很短，所以材料几乎不会升温，”Klotzbach解释说。“对材料几乎没有不良影响。”

与此同时，工程师们还开发了激光速度，使该技术可用于大规模生产。他们现在正与汽车行业的合作伙伴一起测试这一过程。他们还在探索其微图案的其他应用，例如，机械工程和运动器材。