Противоотражающие покрытия, имитирующие глаза мотыльков
Пористые пленки, похожие по своим свойствам на глаза мотыльков, и усиленные наночастицами, превращаются в прочные самоочищающиеся противоотражающие покрытия для стекла и пластмассы. О новинке ученые из Кембриджа сообщают в журнале Nano Letters.
Такие покрытия должны минимально преломлять свет, но изготавливать их в однослойном виде крайне сложно. Поэтому ученые обратились за помощью к глазам мотыльков: их противоотражающие свойства связаны с шестигранным узором из крошечных выпуклостей. Пространство между этими выпуклостями столь мало, что лучи света «видят» поверхность глаза как единый слой, и контакт между глазом и воздухом сводятся к минимуму. В итоге мотыльки способны видеть в темноте и почти неразличимы для хищников.
Проблема синтетических поверхностей, имитирующих глаза мотыльков, состоит в том, что миниатюрные пространства, придающие покрытию противоотражающие свойства, очень быстро забиваются грязью, и антибликовый эффект пропадает.
Профессор Улли Штайнер (Ulli Steiner) и его коллеги из Лаборатории Кавендиша разработали покрытие нового типа, которое одновременно препятствует преломлению света и способно к самоочищению. Слегка увеличив поры на слое пластмассы, ученые смогли включить в них нанокристаллы диоксида титана.
Эти кристаллы обладают фотокаталитическими свойствами – когда на них падает свет, они начинают расщеплять попадающую в поры грязь, пока от нее не останется только углекислый газ и вода, которая испаряется с поверхности покрытия.
Первые же испытания материала показали, что наночастицы способны расщепить все масла с отпечатков пальцев за 90 минут.
Покрытие приклеивается к своему субстрату с помощью золь-гелевых химических реакций, образуя прочную связь.
Пока оно годно к использованию только на улице, поскольку для фотокатализа необходим ультрафиолетовый свет – но в будущем ученые надеются настроить его и на видимый свет.
Важнее всего им приспособить новый материал к солнечным батареям: ведь немалая доля падающего на них света «отпрыгивает» от поверхности – а современные противоотражающие покрытие слишком легко пачкаются. «В сфере солнечной энергетики надо бороться за каждый процент КПД», - отметил профессор Штайнер.
По материалам пресс-релиза университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru