Іспанські вчені разом з Corning розробили скло з антирефективними та гідрофобними властивостями

Вчені з Інституту фотоніки в Іспанії, за участю Corning - виробника важкої склянки для екранів смартфонів Gorilla Glass - розробили технологію, яка може значно зменшити відблиски і відбиття, а також надати скляні надгідрофобні властивості. Принцип створення такого покриття був запозичений з природи - вчені довго помітили, що око звичайного молі має виражені антирефективні властивості. Виявилося, що зовнішній поверхні комахного ока покривається мережею крихітних валиків, що вимірюють близько 200-300 нанометрів. Оскільки довжина хвилі видимого світла більша, ніж розмір цих нерівностей, світло проходить через поверхню очей, так як якщо його реактивний індекс змінюється плавно - це значно знижує відбиття, так як межа ЗМІ розмита.




Графік показує профіль нерівностей на поверхні скла, отриманого за допомогою мікроскопа атомної сили. На фото показано краплі води на поверхні цього скла, а об'ємне зображення нанотекстури поверхні.

Незважаючи на те, що цей принцип вже використовується в деяких типах антирефективних покриттів (імені зазвичай містять фразу «мот очей»), іспанські дослідники зробили суттєві покращення технології. Текстура на поверхні скла створюється на двох рівнях - спочатку створюються нерівності відносно великих лінійних розмірів - від 1 до 100 мікрометрів по ширині і 10-500 нанометрів у висоту, а потім на поверхні цих досить ніжних «холодильників» «залісних» створених з валу 10300 нанометрів по ширині і висоті.

«Хіллі» створюються шляхом розпилення полімерних крапель на скло з подальшим офортом, в результаті чого виникають депресії між крапельками. Для створення «заходу» використовується більш синхронний процес. Спочатку на скло наноситься найтонший обприскувач міді товщиною всього 4-8 нанометрів. Під впливом високої (близько 750 градусів) температури міді збирає в крихітні груди діаметром десятків нанометрів, рівномірно розподіляється над склом, який потім знову очищається. Після цього решта міді знімається. Ця технологія є дуже масштабним і вигідним для виробництва.



Схема процесу створення нанореліфування за допомогою мідного обприскування і фотографії мідних потоків на поверхні скла після потепління до 750 градусів (вліво - з товщиною мідного шару 4 нм, праворуч - 8 нм).

Всі наноструктури виготовляються безпосередньо зі скла, без накладення будь-яких полімерних плівок, що означає, що це скло може піддаватися хімічній обробці, значно підвищуючи його міцність. Геометрична структура також відіграє важливу роль – верхівки «холодильників» надійно захищають «лісні» розташовані в «низькому» від механічних впливів. Дворівневе рельєф скла збільшує свою здатність до затоплення води. Як і в природних надгідрофобних поверхнях, з'являються листя деяких рослин, мікроскопічні текстури створюють тонкий шар повітряних крапель і поверхні, яка запобігає змочуванню води поверхні.

На додаток до очевидного використання в екранах смартфонів і планшетів, таке скло може бути корисним для виробництва сонячних панелей. Його гідрофобні властивості дозволяють сонячним клітинам завжди залишатися чистим – дощові скидання їх збирають весь пил і бруду і одночасно згортають поверхню, залишаючи ніяких слідів і плям.



Джерело: habrahabr.ru/post/230397/