เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมงานของ Weiping Wu ในภาควิชาเทคโนโลยีและวิศวกรรมองค์ประกอบเลเซอร์กำลังสูงที่สถาบันทัศนศาสตร์และเครื่องจักรความแม่นยำแห่งเซี่ยงไฮ้ (SIPM) ของ Chinese Academy of Sciences (CAS) ร่วมมือกับมหาวิทยาลัย Fudan มีความก้าวหน้าในการรักษาสารกันเพรียง ของพื้นผิวขององค์ประกอบออปติคอลนาโนบางเฉียบ ทีมงานได้เสนอฟิล์มเรียบพิเศษชนิดใหม่ "คล้ายของเหลว" พร้อมฤทธิ์ป้องกันการเปรอะเปื้อนโดยการปลูกถ่ายอวัยวะด้วยโพลีเมอร์ออร์กาโนซิลิกอนโพลีเมอร์ที่มีรูปทรงแปรงขวดที่มีความยืดหยุ่นลงบนพื้นผิวของสารตั้งต้นแบบออปติก ฟิล์มป้องกันการเปรอะเปื้อนที่โปร่งใสเรียบเป็นพิเศษไม่มีการส่งผ่านข้อมูลในบริเวณที่มองเห็นลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และการส่งผ่านข้อมูลในบริเวณอินฟราเรดลดลงเพียง 3% เท่านั้น ทำให้กลายเป็นโซลูชันการส่งผ่านข้อมูลสูงที่หาได้ยากสำหรับพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำทั่วทั้งสเปกตรัม ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ใน Journal of Materials Chemistry A ภายใต้ชื่อสถาปัตยกรรมแปรงขวดไซล็อกเซนแบบฟูสำหรับพื้นผิวลื่นเหมือนของเหลว วัสดุเคมีก.
ส่วนประกอบทางแสง (เลนส์ออพติคอล หน้าต่าง แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ฯลฯ) ถูกนำมาใช้ในเครื่องมือวัดทางแสง ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ การบินและอวกาศ พลังงาน และอุปกรณ์ชีวการแพทย์ ส่วนประกอบทางแสงมีความไวสูงต่อการปนเปื้อนจากภายนอกในสภาพแวดล้อมการบริการจริง ซึ่งจะช่วยลดการส่งผ่านแสงของหน้าต่าง และส่งผลต่อความไวของสัญญาณแสง คุณภาพของภาพ และความน่าเชื่อถือ ผ่านการก่อตัวของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและมีความทนทานที่ดีเยี่ยมของชั้นป้องกัน พื้นผิวของส่วนประกอบทางแสงสำหรับการรักษาเชิงป้องกัน สามารถทำให้พื้นผิวของส่วนประกอบทางแสงทนต่อมลภาวะภายนอกในระยะยาว อย่างไรก็ตาม หน้าต่างแสงที่แตกต่างกันจำเป็นต้องมีการส่งผ่านข้อมูลสูงในช่วงความยาวคลื่นที่ต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพเชิงแสงขององค์ประกอบออปติคัลนั้นจะไม่สูญหายไป ในขณะที่ชั้นป้องกันพื้นผิวบรรลุผลในการป้องกัน
งานนี้ออกแบบฟิล์มที่เรียบลื่นเป็นพิเศษเหมือนของเหลวใหม่ โครงสร้างโมเลกุลแบบแปรงขวดที่มีความยืดหยุ่นพร้อม "แกนหลักซิลิโคนและโซ่ด้านข้าง" ค่อยๆ ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของซับสเตรตโดยกระบวนการสองขั้นตอนง่ายๆ กล่าวคือ การทำโพลีคอนเดนเสทแบบไฮโดรไลติกในแหล่งกำเนิดบนพื้นผิวของซับสเตรต และปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของซิลิกาในเวลาต่อมา ปฏิกิริยา. ต่างจากพื้นผิวเปียกแบบพิเศษทั่วไป (ซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก ซุปเปอร์โอเลโอโฟบิก ฯลฯ) ฟิล์มที่เรียบเป็นพิเศษไม่จำเป็นต้องเตรียมพื้นผิวไมโครโครงสร้างนาโน และมีความหนาน้อยกว่า 5 นาโนเมตร ดังนั้นจึงแทบไม่มีผลกระทบต่อ คุณสมบัติทางแสงของสารตั้งต้นนั่นเอง นอกจากนี้ ฟิล์มซุปเปอร์สลิคที่มีลักษณะคล้ายของเหลวยังมีคุณสมบัติการเลื่อนแบบไดนามิกที่ยอดเยี่ยม เช่น ฮิสเทรีซิสของมุมสัมผัสที่ต่ำมากของของเหลวบนพื้นผิว ความหนาแน่นของพื้นผิวกราฟต์โมเลกุลที่สูงขึ้น ฮิสเทรีซิสของมุมสัมผัสต่ำถึง 9.4 องศา และสูงเป็นพิเศษ ความโปร่งใสในวงกว้าง งานนี้ตรวจสอบประสิทธิภาพและความทนทานของพื้นผิวในสถานการณ์การใช้งานจริงของส่วนประกอบทางแสงโดยผ่านการทดสอบหยดน้ำมัน น้ำแข็ง ฝุ่น และความต้านทานต่อการเสียดสี ซึ่งมีแนวโน้มที่ดีสำหรับการใช้งาน
งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน และโครงการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญแห่งชาติของจีน
▲รูป 1 (a) โครงสร้างแผนผังของฟิล์มบางซุปเปอร์สลิป (b) ภาพถ่าย AFM; (c) สเปกตรัมการส่งผ่านของซับสเตรตควอตซ์ก่อนและหลังการบำบัด
▲รูป 2 (a) ภาพถ่ายทางกายภาพของแผ่นควอตซ์หลังการรักษาพื้นผิว และการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการป้องกันเพรียงก่อนและหลังการบำบัด ก่อนและหลังการบำบัด (b) ผลการเลื่อนของหยดน้ำมัน (n-hexane) บนพื้นผิวและ (c) การเปรียบเทียบผลการป้องกันเพรียง
