蛾眼结构启发了透明防反射涂料的设计

科学家和工程师们通过直接从其他生命形式(从维可牢尼龙搭扣到日本著名的子弹头列车——新干线)中汲取灵感,解决了大量的人类问题。因此,我们不应该感到惊讶的是,许多抗反射涂层的显著进展都是受到蛾子眼睛中发现的奇特生物结构的启发。

作为希望留在周围捕食者隐藏的夜间动物,飞蛾已经演变为发展是非反射性的眼睛。他们的眼睛具有周期性的纳米结构,使眼睛表面分级,而不是抛光。

这导致大多数入射光在表面弯曲,因此,通过眼睛而不是反射。这种纳米级的排列结构非常有效,以至于研究人员试图用其他材料模仿它来制造抗反射涂层,并取得了不同程度的成功。欧洲杯足球竞彩

然而,尽管最近纳米科学的进展允许将这一想法应用于各种实际应用,但在可伸缩性和制造成本方面仍有障碍欧洲杯线上买球需要克服。

为了解决这些问题,来自东京科学大学和日本地质科技有限公司的科学家们一直在研究一种新的策略,生产蛾眼纳米结构和透明薄膜。欧洲杯线上买球在他们最新的研究中,发表在微纳工程,他们提出了一种很有前途的方法来大规模制作虫眼模具和薄膜。

虽然这个研究小组之前已经成功地制造了用氧离子束蚀刻的玻璃碳制成的飞蛾眼模型,但这种方法是不可扩展的。“生产玻璃碳基板需要使用粉末冶金技术,这很难用于生产大面积模具,”东京科学大学的Jun Taniguchi教授解释道,欧洲杯线上买球“为了克服这一限制,我们尝试只在一个大型常规玻璃基板上沉积一层薄薄的玻璃碳。”

此外,为了使这个新策略可行,该团队这次选择使用电感耦合等离子体(ICP)系统,而不是以前使用的电子-回旋共振离子源。虽然这两种装置都可以使用集中的氧离子束来蚀刻玻璃碳,但ICP技术产生的离子束辐照范围更广,更适合用于大面积结构的工作。

在用不同的ICP参数进行测试后,研究人员确定了两步ICP蚀刻工艺最好获得高质量的纳米结构模具。然后,它们使用该模具用紫外线固化树脂制备具有蛾眼纳米结构的透明薄膜。

该薄膜的光学性质显着;它对可见光范围内光的反射仅为0.4%,比没有蛾眼纳米结构的类似薄膜的10倍。更重要的是,通过材料的光透射率也增加,这意味着由于使用薄膜以减少反射光而不会发生光学性质的折衷。

Geomatec首席技术官Hiroyuki Sugawara先生突出了这种反光膜的许多可能的应用,如果可以以仪表规模生产它们:“我们可以使用这些电影来提高平板显示器,数字标志和自Covid-19大流行开始以来各处使用的透明丙烯饼板的可见性。此外,防反射涂层也可以是提高性能的有效方法太阳能电池板。“

这项研究展示了如何扩大生物启发结构的使用,使其制造更容易扩展。让我们希望这些技术进步能帮助我们保护自然,这样我们就能继续从其他物种那里获得有用的想法。

来源:https://www.tus.ac.jp/en/

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