Наскоро екипът на Weiping Wu в отдела за технология и инженерство на високомощни лазерни елементи към Шанхайския институт по оптика и прецизни машини (SIPM) на Китайската академия на науките (CAS), в сътрудничество с университета Фудан, постигна напредък в лечението с антифаулинг на повърхността на ултратънки нанооптични елементи. Екипът предложи нов тип "подобен на течност" ултра-гладък филм с ефект против замърсяване чрез присаждане in situ на гъвкав органосилициев полимерен монослой с форма на четка върху повърхността на оптичен субстрат. Прозрачният ултрагладък филм против обрастване няма значително намаление на пропускливостта във видимата област и само 3% намаление на пропускливостта в инфрачервената област, което го прави рядко решение с висока пропускливост за хидрофобни повърхности в целия спектър. Резултатите от свързаните изследвания бяха публикувани в Journal of Materials Chemistry A под заглавието A fluffy all-siloxane bottlebrush architecture за подобни на течности хлъзгави повърхности. Химия на материалите А.
Оптичните компоненти (оптични лещи, прозорци, фотоволтаични панели и т.н.) се използват в оптична апаратура, микроелектроника, космическа техника, енергийни и биомедицински устройства. Оптичните компоненти са силно податливи на външно замърсяване в действителната сервизна среда, което намалява оптичната пропускливост на прозорците и влияе върху чувствителността на оптичния сигнал, качеството на изображението и надеждността. Чрез образуването на замърсители на околната среда и има отлична издръжливост на защитния слой, повърхността на оптичните компоненти за защитно третиране може да направи повърхността на оптичните компоненти дългосрочна устойчивост на външно замърсяване. Различните оптични прозорци обаче изискват висока пропускливост в различни ленти с дължина на вълната. Следователно е необходимо да се гарантира, че оптичните характеристики на самия оптичен елемент не се губят, докато повърхностният защитен слой постига защитния ефект.
Тази работа проектира нов супер-гладък филм, подобен на течност. Гъвкава молекулярна структура с четка за бутилка със "силиконов гръбнак и странични вериги" постепенно се изгражда на повърхността на субстрата чрез прост двуетапен процес, т.е. хидролитична поликондензация на място на повърхността на субстрата и последващото хидрогениране на силициев диоксид. реакция. За разлика от конвенционалните специални омокрящи се повърхности (суперхидрофобни, суперолеофобни и др.), ултра-гладките филми не изискват подготовка на повърхностни микро-нано-структури и имат дебелина под 5 nm, така че нямат почти никакъв ефект върху оптични свойства на самия субстрат. В допълнение, течноподобните супер-слик филми имат отлични динамични свойства на плъзгане, като много нисък хистерезис на контактния ъгъл на течността върху повърхността, по-висока плътност на повърхността на молекулно присаждане, хистерезис на контактния ъгъл до 9,4 градуса и ултрависок широкоспектърна прозрачност. Работата проверява ефективността и издръжливостта на повърхността в сценарии на практическо приложение на оптични компоненти чрез тестове за устойчивост на маслени капчици, заледяване, прах и абразия, които са доста обещаващи за приложения.
Изследователската работа се подкрепя от Националната природонаучна фондация на Китай и Националната програма за ключови изследвания и развитие на Китай.
▲ Фиг. 1 (a) Схематична структура на супер-плъзгащия се тънък филм; (b) AFM снимка; ( c ) Спектри на предаване на кварцов субстрат преди и след обработка.
▲ Фиг. 2 (a) Физически снимки на кварцов лист след повърхностна обработка и сравнение на антиобрастващите характеристики преди и след обработката; преди и след третиране (b) плъзгащ ефект на маслени капчици (n-хексан) върху повърхността и (c) сравнение на антиобрастващия ефект.
