新產(chǎn)業(yè)
玻璃最能被辨認的特點之一是能夠反射光線，而美國麻省理工學院研究人員在玻璃表面創(chuàng)建出一種納米結(jié)構(gòu)，使其幾乎消除了反射。由于它沒有眩光，而且表面的水滴能如小橡膠球一樣反彈，令人幾乎無法辨認出這是玻璃。該研究結(jié)果刊登于美國化學會的《ACS納米》雜志上。
該玻璃的表面結(jié)構(gòu)為高1000納米、基底寬200納米的納米錐陣列。研究人員采用了適于半導體的涂料和蝕刻技術(shù)的新式制造方法，先在玻璃表面涂上幾個薄膜層，其中包括光阻層，然后連續(xù)蝕刻產(chǎn)生圓錐形狀。由于生產(chǎn)過程簡單，無需特定方法便可在玻璃或透明聚合物薄膜表面形成這種結(jié)構(gòu)，只增加了極小的制造成本，該團隊已經(jīng)對這一生產(chǎn)過程申請了專利。
研究人員說，研發(fā)的靈感來自于大自然中荷葉表面構(gòu)造、沙漠甲蟲甲殼以及蛾的眼睛，這種新型玻璃集多種功能于一身，可自潔、防霧和防反光。雖然通過顯微鏡觀察，玻璃表面的納米尖錐陣列顯得很脆弱，但計算表明，它們應該可以抵抗大范圍的力量，包括強暴雨雨滴的敲打和直接用手指戳。研究人員希望通過廉價的制造工藝，將其應用于光學器件、智能手機和電視屏、太陽能電池板、汽車擋風玻璃，甚至建筑物的窗戶屏幕。
研究人員解釋說，雖然經(jīng)過疏水性涂層處理，但太陽能光伏板表面仍容易積聚灰塵和污垢，6個月后效率損失可達40％，如果采用這種玻璃制造電池板，可更有效地防水，并更長久地保持面板的清潔。此外，疏水涂層不能防止反射損失，而新材料卻有這個優(yōu)勢，由于更多的光線能透射過其表面而不被反射掉，電池板的效率將會更高。
這種新型玻璃還可應用于光學器件，比如顯微鏡和照相機，在潮濕的環(huán)境中工作時可具有抗反射和抗霧能力。在觸摸屏設備方面，這種玻璃不僅可消除反射，還可抵擋汗?jié)n沾污。研究人員說，如果以后其成本降到足夠低，便可大規(guī)模用作車的擋風玻璃，可自清潔窗戶的外表面污垢和砂礫、消除眩光、增強能見度，并防止內(nèi)表面霧化。
英國牛津大學格林坦普爾頓學院高級訪問研究員安德魯·帕克評價說：“據(jù)我所知，這是第一次從自然界中常見動物和植物的多功能表面學習高效制造來優(yōu)化抗反射和抗霧設備。未來這種‘師法自然’的方式很可能會構(gòu)造一個更加綠色的工程學。”
該玻璃的表面結(jié)構(gòu)為高1000納米、基底寬200納米的納米錐陣列。研究人員采用了適于半導體的涂料和蝕刻技術(shù)的新式制造方法，先在玻璃表面涂上幾個薄膜層，其中包括光阻層，然后連續(xù)蝕刻產(chǎn)生圓錐形狀。由于生產(chǎn)過程簡單，無需特定方法便可在玻璃或透明聚合物薄膜表面形成這種結(jié)構(gòu)，只增加了極小的制造成本，該團隊已經(jīng)對這一生產(chǎn)過程申請了專利。
研究人員說，研發(fā)的靈感來自于大自然中荷葉表面構(gòu)造、沙漠甲蟲甲殼以及蛾的眼睛，這種新型玻璃集多種功能于一身，可自潔、防霧和防反光。雖然通過顯微鏡觀察，玻璃表面的納米尖錐陣列顯得很脆弱，但計算表明，它們應該可以抵抗大范圍的力量，包括強暴雨雨滴的敲打和直接用手指戳。研究人員希望通過廉價的制造工藝，將其應用于光學器件、智能手機和電視屏、太陽能電池板、汽車擋風玻璃，甚至建筑物的窗戶屏幕。
研究人員解釋說，雖然經(jīng)過疏水性涂層處理，但太陽能光伏板表面仍容易積聚灰塵和污垢，6個月后效率損失可達40％，如果采用這種玻璃制造電池板，可更有效地防水，并更長久地保持面板的清潔。此外，疏水涂層不能防止反射損失，而新材料卻有這個優(yōu)勢，由于更多的光線能透射過其表面而不被反射掉，電池板的效率將會更高。
這種新型玻璃還可應用于光學器件，比如顯微鏡和照相機，在潮濕的環(huán)境中工作時可具有抗反射和抗霧能力。在觸摸屏設備方面，這種玻璃不僅可消除反射，還可抵擋汗?jié)n沾污。研究人員說，如果以后其成本降到足夠低，便可大規(guī)模用作車的擋風玻璃，可自清潔窗戶的外表面污垢和砂礫、消除眩光、增強能見度，并防止內(nèi)表面霧化。
英國牛津大學格林坦普爾頓學院高級訪問研究員安德魯·帕克評價說：“據(jù)我所知，這是第一次從自然界中常見動物和植物的多功能表面學習高效制造來優(yōu)化抗反射和抗霧設備。未來這種‘師法自然’的方式很可能會構(gòu)造一個更加綠色的工程學。”
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