Recent, echipa lui Weiping Wu din Departamentul de Tehnologie și Inginerie a Elementelor Laser de înaltă putere de la Institutul de Optică și Mașini de Precizie din Shanghai (SIPM) al Academiei Chineze de Științe (CAS), în colaborare cu Universitatea Fudan, a făcut progrese în tratarea antifouling a suprafeței elementelor nano-optice ultrasubțiri. Echipa a propus un nou tip de peliculă ultra-netedă „asemănătoare unui lichid”, cu efect anti-fouling, prin grefarea in situ a unui monostrat de polimer organosiliciu în formă de perie flexibilă pe suprafața unui substrat optic. Filmul transparent ultra-neted anti-fouling nu are o scădere semnificativă a transmitanței în regiunea vizibilă și doar o scădere de 3% a transmitanței în regiunea infraroșu, ceea ce o face o soluție rară de transmisie ridicată pentru suprafețele hidrofobe pe întregul spectru. Rezultatele cercetării aferente au fost publicate în Journal of Materials Chemistry A sub titlul A fluffy all-siloxan bottlebrush architecture for liquid-like slippery surfaces. Chimia materialelor A.
Componentele optice (lentile optice, ferestre, panouri fotovoltaice, etc.) sunt utilizate în instrumentația optică, microelectronică, aerospațială, energie și dispozitive biomedicale. Componentele optice sunt foarte susceptibile la contaminarea externă în mediul de serviciu real, ceea ce reduce transmisia optică a ferestrelor și afectează sensibilitatea semnalului optic, calitatea imaginii și fiabilitatea. Prin formarea de poluanți de mediu și are o durabilitate excelentă a stratului de protecție, suprafața componentelor optice pentru tratament de protecție, poate face suprafața componentelor optice rezistență pe termen lung la poluarea externă. Cu toate acestea, ferestre optice diferite necesită o transmisie mare în benzi de lungimi de undă diferite. Prin urmare, este necesar să se asigure că performanța optică a elementului optic în sine nu se pierde în timp ce stratul de protecție a suprafeței obține efectul de protecție.
Această lucrare proiectează un nou film super-neted, asemănător unui lichid. O structură moleculară flexibilă cu perie de sticlă cu „coloană vertebrală din silicon și lanțuri laterale” a fost construită treptat pe suprafața substratului printr-un proces simplu în două etape, adică policondensarea hidrolitică in situ pe suprafața substratului și hidrogenarea ulterioară a silicei. reacţie. Spre deosebire de suprafețele convenționale umectabile speciale (superhidrofobe, superoleofobe etc.), peliculele ultra-netede nu necesită pregătirea de micro-nano-structuri de suprafață și au o grosime mai mică de 5 nm, astfel încât nu au aproape niciun efect asupra proprietățile optice ale substratului în sine. În plus, peliculele super-alunecare asemănătoare lichidului au proprietăți dinamice excelente de alunecare, cum ar fi histerezisul unghiului de contact foarte scăzut al lichidului pe suprafață, densitatea suprafeței de grefare moleculară mai mare, histerezisul unghiului de contact de până la 9,4 grade și ultra-înalt. transparență pe spectru larg. Lucrarea verifică eficacitatea și durabilitatea suprafeței în scenarii practice de aplicare a componentelor optice prin teste de rezistență la picături de ulei, gheață, praf și abraziune, care sunt destul de promițătoare pentru aplicații.
Activitatea de cercetare este susținută de Fundația Națională de Științe Naturale din China și de Programul Național de Cercetare și Dezvoltare Cheie din China.
▲Fig. 1 (a) Structura schematică a peliculei subțiri super-alunecare; (b) fotografie AFM; (c) Spectrele de transmisie ale substratului de cuarț înainte și după tratament.
▲Fig. 2 (a) Fotografii fizice ale foii de cuarț după tratarea suprafeței și compararea performanței antifouling înainte și după tratament; înainte și după tratament (b) efectul de alunecare al picăturilor de ulei (n-hexan) pe suprafață și (c) compararea efectului antifouling.
