Nedávno tým Weiping Wu na katedře technologie a inženýrství vysoce výkonných laserových prvků v Šanghajském institutu optiky a přesných strojů (SIPM) Čínské akademie věd (CAS) ve spolupráci s univerzitou Fudan dosáhl pokroku v ošetření proti znečištění. povrchu ultratenkých nano-optických prvků. Tým navrhl nový typ „tekutého“ ultra hladkého filmu s účinkem proti usazování in situ naroubováním flexibilní monovrstvy organokřemičitého polymeru ve tvaru láhve a štětce na povrch optického substrátu. Transparentní ultrahladký film proti znečištění nemá žádný významný pokles propustnosti ve viditelné oblasti a pouze 3% pokles propustnosti v infračervené oblasti, což z něj činí vzácné řešení s vysokou propustností pro hydrofobní povrchy v celém spektru. Související výsledky výzkumu byly publikovány v Journal of Materials Chemistry A pod názvem Nadýchaná celosiloxanová architektura štětce pro kapaliny podobné kluzké povrchy. Chemie materiálů A.
Optické komponenty (optické čočky, okna, fotovoltaické panely atd.) se používají v optických přístrojích, mikroelektronice, letectví, energetice a biomedicínských zařízeních. Optické komponenty jsou ve skutečném servisním prostředí vysoce náchylné na vnější kontaminaci, což snižuje optickou propustnost oken a ovlivňuje citlivost optického signálu, kvalitu zobrazení a spolehlivost. Prostřednictvím tvorby látek znečišťujících životní prostředí a má vynikající trvanlivost ochranné vrstvy, povrch optických součástí pro ochranné ošetření, může povrch optických součástí dlouhodobě odolávat vnějšímu znečištění. Různá optická okna však vyžadují vysokou propustnost v různých pásmech vlnových délek. Proto je nutné zajistit, aby nedošlo ke ztrátě optického výkonu samotného optického prvku, zatímco povrchová ochranná vrstva dosáhne ochranného účinku.
Tato práce navrhuje nový tekutý super hladký film. Jednoduchým dvoustupňovým procesem, tj. in-situ hydrolytickou polykondenzací na povrchu substrátu a následnou hydrogenací oxidu křemičitého, byla na povrchu substrátu postupně konstruována flexibilní molekulární struktura láhve-štětec se „silikonovou páteří a postranními řetězci“. reakce. Na rozdíl od běžných speciálních smáčitelných povrchů (superhydrofobní, superoleofobní atd.) nevyžadují ultrahladké fólie přípravu povrchových mikro-nanostruktur a mají tloušťku menší než 5 nm, takže nemají téměř žádný vliv na optické vlastnosti samotného substrátu. Kromě toho mají kapaliny podobné superslick filmy vynikající dynamické kluzné vlastnosti, jako je velmi nízký kontaktní úhel hystereze kapaliny na povrchu, vyšší hustota povrchu molekulárního roubování, hystereze kontaktního úhlu pouhých 9,4 stupně a ultravysoké širokospektrální transparentnost. Práce ověřuje účinnost a trvanlivost povrchu v praktických aplikačních scénářích optických komponent prostřednictvím testů odolnosti proti kapkám oleje, námraze, prachu a otěru, které jsou pro aplikace velmi slibné.
Výzkumná práce je podporována National Natural Science Foundation of China a National Key Research and Development Program of China.
▲Obr. 1 (a) Schématická struktura superskluzového tenkého filmu; (b) fotografie AFM; (c) Transmisní spektra křemenného substrátu před a po úpravě.
▲Obr. 2 (a) Fyzikální fotografie křemenného plechu po povrchové úpravě a srovnání účinnosti proti znečištění před a po úpravě; před a po úpravě (b) kluzný účinek olejových kapiček (n-hexan) na povrchu a (c) srovnání účinku proti znečištění.
