Recentment, l'equip de Weiping Wu al Departament de Tecnologia i Enginyeria d'Elements làser d'alta potència de l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM) de l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), en col·laboració amb la Universitat de Fudan, ha avançat en el tractament d'antifouling. de la superfície dels elements nanoòptics ultraprims. L'equip va proposar un nou tipus de pel·lícula ultra suau "semblant a un líquid" amb efecte anti-fouling empeltant in situ una monocapa de polímer organosilici en forma de raspall d'ampolla flexible a la superfície d'un substrat òptic. La pel·lícula antifouling transparent ultra suau no té una disminució significativa de la transmitància a la regió visible i només una disminució del 3% de la transmitància a la regió infraroja, la qual cosa la converteix en una solució rara d'alta transmissió per a superfícies hidrofòbiques a tot l'espectre. Els resultats de la investigació relacionats es van publicar al Journal of Materials Chemistry A sota el títol d'A fluffy all-siloxane bottlebrush architecture for liquid-like relliscos surfaces. Química dels materials A.
Els components òptics (lents òptiques, finestres, panells fotovoltaics, etc.) s'utilitzen en instrumentació òptica, microelectrònica, aeroespacial, energia i dispositius biomèdics. Els components òptics són molt susceptibles a la contaminació externa en l'entorn de servei real, la qual cosa redueix la transmitància òptica de les finestres i afecta la sensibilitat del senyal òptic, la qualitat de la imatge i la fiabilitat. Mitjançant la formació de contaminants ambientals i té una excel·lent durabilitat de la capa protectora, la superfície dels components òptics per al tractament protector pot fer que la superfície dels components òptics sigui resistència a llarg termini a la contaminació externa. Tanmateix, diferents finestres òptiques requereixen una gran transmitància en diferents bandes de longitud d'ona. Per tant, cal assegurar-se que el rendiment òptic del propi element òptic no es perd mentre la capa protectora de la superfície aconsegueix l'efecte protector.
Aquest treball dissenya una nova pel·lícula súper llisa semblant a un líquid. A la superfície del substrat es va construir gradualment una estructura molecular de raspall d'ampolla flexible amb "esquelet de silicona i cadenes laterals" mitjançant un procés senzill de dos passos, és a dir, policondensació hidrolítica in situ a la superfície del substrat i la posterior hidrogenació de sílice. reacció. A diferència de les superfícies humectables especials convencionals (superhidrofòbiques, superoleòfobes, etc.), les pel·lícules ultra llises no requereixen la preparació de micro-nano-estructures superficials i tenen un gruix inferior a 5 nm, de manera que gairebé no tenen cap efecte sobre la superfície. propietats òptiques del propi substrat. A més, les pel·lícules súper lliscades de tipus líquid tenen excel·lents propietats de lliscament dinàmic, com ara una histèresi d'angle de contacte molt baix del líquid a la superfície, una densitat superficial d'empelt molecular més alta, una histèresi d'angle de contacte tan baixa com 9,4 graus i ultra alta. transparència d'ampli espectre. El treball verifica l'eficàcia i la durabilitat de la superfície en escenaris d'aplicació pràctica de components òptics mitjançant proves de resistència a gotes d'oli, gel, pols i abrasió, que són força prometedores per a les aplicacions.
El treball de recerca compta amb el suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina i el Programa Nacional de Recerca i Desenvolupament Clau de la Xina.
▲Fig. 1 (a) Estructura esquemàtica de la pel·lícula fina superlliscant; (b) fotografia AFM; (c) Espectres de transmissió del substrat de quars abans i després del tractament.
▲Fig. 2 (a) Fotografies físiques de la làmina de quars després del tractament superficial i comparació del rendiment de l'antifouling abans i després del tractament; abans i després del tractament (b) efecte de lliscament de les gotes d'oli (n-hexà) a la superfície i (c) comparació de l'efecte antifouling.
