Niedawno zespół Weipinga Wu na Wydziale Technologii i Inżynierii Elementów Laserowych Wysokiej Mocy w Szanghajskim Instytucie Optyki i Maszyn Precyzyjnych (SIPM) Chińskiej Akademii Nauk (CAS), we współpracy z Uniwersytetem Fudan, poczynił postępy w leczeniu przeciwporostowym powierzchni ultracienkich elementów nanooptycznych. Zespół zaproponował nowy typ „płynnej” ultragładkiej folii o działaniu przeciwporostowym poprzez szczepienie in situ elastycznej monowarstwy polimeru krzemoorganicznego w kształcie szczoteczki do butelek na powierzchni podłoża optycznego. Przezroczysta, ultragładka folia przeciwporostowa nie charakteryzuje się znaczącym spadkiem przepuszczalności w obszarze widzialnym i jedynie 3% spadkiem przepuszczalności w obszarze podczerwieni, co czyni ją rzadkim rozwiązaniem o wysokiej przepuszczalności dla powierzchni hydrofobowych w całym spektrum. Wyniki powiązanych badań opublikowano w czasopiśmie Journal of Materials Chemistry A pod tytułem Puszysta, całkowicie siloksanowa architektura szczotek do butelek do stosowania na śliskich powierzchniach przypominających ciecz. Chemia materiałów A.
Komponenty optyczne (soczewki optyczne, okna, panele fotowoltaiczne itp.) znajdują zastosowanie w oprzyrządowaniu optycznym, mikroelektronice, przemyśle lotniczym, energetyce i urządzeniach biomedycznych. Elementy optyczne są bardzo podatne na zanieczyszczenia zewnętrzne w rzeczywistym środowisku pracy, co zmniejsza przepuszczalność optyczną okien i wpływa na czułość sygnału optycznego, jakość obrazowania i niezawodność. Poprzez tworzenie się zanieczyszczeń środowiska i doskonałą trwałość warstwy ochronnej, powierzchnia elementów optycznych do obróbki ochronnej może zapewnić długoterminową odporność powierzchni elementów optycznych na zanieczyszczenia zewnętrzne. Jednakże różne okna optyczne wymagają wysokiej przepuszczalności w różnych pasmach długości fal. Dlatego konieczne jest zapewnienie, że właściwości optyczne samego elementu optycznego nie zostaną utracone, podczas gdy powierzchniowa warstwa ochronna osiągnie efekt ochronny.
W ramach tej pracy zaprojektowano nowy, supergładki film przypominający ciecz. Elastyczna struktura molekularna szczotki do butelek z „silikonowym szkieletem i łańcuchami bocznymi” została stopniowo skonstruowana na powierzchni podłoża w prostym dwuetapowym procesie, tj. Polikondensacji hydrolitycznej in situ na powierzchni podłoża i późniejszym uwodornieniu krzemionki reakcja. W przeciwieństwie do konwencjonalnych specjalnych powierzchni zwilżalnych (superhydrofobowych, superoleofobowych itp.), ultragładkie folie nie wymagają przygotowania powierzchniowych mikronanostruktur i mają grubość mniejszą niż 5 nm, dzięki czemu prawie nie mają wpływu na właściwości optyczne samego podłoża. Ponadto cieczopodobne super-śliskie folie mają doskonałe właściwości dynamicznego poślizgu, takie jak bardzo niska histereza kąta zwilżania cieczy na powierzchni, większa gęstość powierzchniowa szczepienia molekularnego, histereza kąta zwilżania tak niska jak 9,4 stopnia i bardzo wysoka przejrzystość szerokiego spektrum. W pracy weryfikowano skuteczność i trwałość powierzchni w praktycznych scenariuszach zastosowań elementów optycznych poprzez badania odporności na kropelki oleju, oblodzenie, kurz i ścieranie, które są dość obiecujące dla zastosowań.
Prace badawcze są wspierane przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych oraz Chiński Narodowy Program Badań i Rozwoju.
▲Rys. 1 (a) Schematyczna struktura cienkiej folii superpoślizgowej; (b) zdjęcie AFM; (c) Widma transmisji podłoża kwarcowego przed i po obróbce.
▲Rys. 2 (a) Fizyczne fotografie blachy kwarcowej po obróbce powierzchniowej i porównanie działania przeciwporostowego przed i po obróbce; przed i po obróbce (b) efekt ślizgowy kropelek oleju (n-heksanu) na powierzchni oraz (c) porównanie działania przeciwporostowego.
