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自潔不反光納米結(jié)構(gòu)玻璃
玻璃zui能被辨認(rèn)的特點(diǎn)之一是能夠反射光線，而美國麻省理工學(xué)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(rèn)出這是玻璃。該研究結(jié)果刊登于美國化學(xué)會(huì)的《ACS納米》期刊上。
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(dǎo)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(gè)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(tuán)隊(duì)已經(jīng)對這一生產(chǎn)過程申請了。
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(jì)算表明，它們應(yīng)該可以抵抗大范圍的力量，包括強(qiáng)暴雨雨滴的敲打和直接用手指戳。研究人員希望通過廉價(jià)的制造工藝，將其應(yīng)用于光學(xué)器件、智能手機(jī)和電視屏、太陽能電池板、汽車擋風(fēng)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(gè)月后效率損失可達(dá)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(gè)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(huì)更高。
這種新型玻璃還可應(yīng)用于光學(xué)器件，比如顯微鏡和照相機(jī)，在潮濕的環(huán)境中工作時(shí)可具有抗反射和抗霧能力。在觸摸屏設(shè)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(fēng)玻璃，可自清潔窗戶的外表面污垢和砂礫、消除眩光、增強(qiáng)能見度，并防止內(nèi)表面霧化。
英國牛津大學(xué)格林坦普爾頓學(xué)院訪問研究員安德魯·帕克評(píng)價(jià)說：“據(jù)我所知，這是*次從自然界中常見動(dòng)物和植物的多功能表面學(xué)習(xí)制造來優(yōu)化抗反射和抗霧設(shè)備。未來這種‘師法自然’的方式很可能會(huì)構(gòu)造一個(gè)更加綠色的工程學(xué)。”