Zespół badawczy z The University of Texas at Austin z powodzeniem opracował nową nanostrukturę „Super Szafiru” (Super Sapphire). Technologia ta nie tylko charakteryzuje się odpornością na kurz, zaparowywanie i odblaski, ale także zachowuje wrodzoną trwałość szafiru. Ta przełomowa innowacja, inspirowana naturą, ma potencjał do zastosowania w elektronice, optyce, kosmonautyce i obronności, a jej wdrożenie w praktyce jest coraz bliżej.
Spis treści:
Supermoc Szafiru
Wyobraź sobie, że ekran Twojego telefonu pozostaje nienaruszony po wielu upadkach, okulary eliminują irytujące odblaski, a szyby samochodowe przestają zbierać kurz. Dzięki pojawieniu się nowej nanostruktury szafiru, te wizje wkrótce staną się rzeczywistością.
Tradycyjnie szafir znany jest z wyjątkowej twardości, dzięki czemu jest praktycznie nie do zarysowania, co czyni go preferowanym materiałem w zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności. Jednak trudności w jego produkcji ograniczyły jego zastosowanie w skali mikro. Chih-Hao Chang, profesor nadzwyczajny w Walker Department of Mechanical Engineering na The University of Texas at Austin i główny naukowiec w tym badaniu, stwierdził: „Szafir jest materiałem o wysokiej wartości, ponieważ posiada niezwykłą twardość i inne doskonałe właściwości, ale te cechy sprawiają również, że jego produkcja na małą skalę jest niezwykle trudna”.
Rekordowa Nanostruktura
Badania zespołu profesora Changa, opublikowane w czasopiśmie „Materials Horizons”, pokazują, że dzięki nowej technologii nanostruktur udało im się stworzyć szafirowe nanostruktury o niezwykle wysokim współczynniku kształtu, co pozwala im zachować sztywność i twardość, a jednocześnie posiadać nadzwyczajne funkcje.
Chociaż odporność tych nanostruktur na zarysowania jest nieco niższa niż w przypadku tradycyjnego szafiru w postaci bloków, ich odporność na zarysowania jest porównywalna z wolframem lub tradycyjnym szkłem. Jednak technologia ta wykazuje wyjątkową odporność na mgłę, kurz i odblaski, a także posiada właściwości samoczyszczące.
„Ta technologia jest ekscytująca, ponieważ nanostruktury są zazwyczaj uważane za kruche, ale my pokonaliśmy ten problem dzięki szafirowi” – powiedział Kun-Chieh Chien, jeden z głównych autorów badania, który niedawno obronił doktorat.
Projekt Biomimetyczny i Właściwości Samoczyszczące
Zespół badawczy czerpał inspirację z natury: stożkowy profil szafirowej nanostruktury naśladuje konstrukcję oka ćmy, co zwiększa przenikanie światła i zmniejsza odblaski. Ponadto, wysoka energia powierzchniowa i współczynnik kształtu tej struktury sprawiają, że tworzy ona powierzchnię superhydrofilową, która zapobiega kondensacji mgły. Technologię tę można również dostosować do tworzenia powierzchni superhydrofobowej, powodując szybkie spływanie kropel wody, podobnie do efektu liścia lotosu.
„Nasza szafirowa nanostruktura jest nie tylko wielofunkcyjna, ale także posiada doskonałą wytrzymałość mechaniczną, co czyni ją idealnym wyborem do zastosowań wymagających ekstremalnej trwałości i wydajności” – powiedział Mehmet Kepenekci, doktorant i jeden z głównych autorów.
Szerokie Zastosowania i Przyszły Rozwój
Technologia ta przyniesie wiele praktycznych korzyści. Na przykład, dla konsumentów zwiększy czytelność smartfonów w jasnym świetle, zapobiegnie zaparowywaniu i odblaskom w obiektywach aparatów oraz utrzyma czystość okien i szyb samochodowych.
W dziedzinie eksploracji kosmosu, antypyłowe właściwości tej technologii mogą chronić sprzęt przed kurzem podczas misji lądowania na innych planetach. W zastosowaniach obronnych, ma ona potencjał do produkcji potężniejszych czujników podczerwieni i okien ochronnych.
„Nasza samoczyszcząca się powierzchnia szafiru, wykorzystując jedynie grawitację, jest w stanie utrzymać 98,7% powierzchni wolnej od kurzu” – powiedział Andrew Tunell, student odpowiedzialny za eksperymenty z przyleganiem kurzu. „To znacząca poprawa w stosunku do istniejących technologii usuwania kurzu, szczególnie w środowisku kosmicznym, gdzie zasoby wody są ograniczone, a czyszczenie jest trudne”.
Zespół badawczy aktywnie pracuje nad skalowaniem produkcji i ciągłym ulepszaniem właściwości mechanicznych i chemicznych nanostruktury w celu zwiększenia jej funkcjonalności. Mają nadzieję, że dzięki tej technologii wprowadzą rewolucyjne zmiany w świecie rzeczywistym.
Odniesienia do literatury
- Super szafirowa nanostruktura jest pyłoszczelna, antyodblaskowa i przeciwmgielna, a oczekuje się, że zrewolucjonizuje wiele dziedzin
- Scientists Develop “Super Sapphire” That Resists Scratches, Glare, Fog, and More
- “Odporna na zarysowania nanostruktura szafirowa z właściwościami antyrefleksyjnymi, przeciwmgielnymi i pyłoszczelnymi”，autor：Kun-Chieh Chien、Mehmet Kepenekci、Andrew Tunell 和 Chih-Hao Chang，2Materials Horizons。 DOI: 10.1039/D4MH01844C
(Źródło zdjęcia: University of Texas w Austin)
W zakresie szlifowania oferujemy indywidualne dostosowanie. Możemy modyfikować proporcje zgodnie z Twoimi potrzebami, aby osiągnąć najwyższą wydajność.
Zapraszamy do kontaktu, nasi specjaliści odpowiedzą na Twoje pytania.
Jeśli potrzebujesz wyceny, skontaktuj się z nami.
Godziny obsługi klienta: poniedziałek – piątek 09:00-18:00
Numer kontaktowy：07 223 1058
Jeśli masz jakieś pytania, zapraszamy do wysłania wiadomości prywatnej na Facebooku!
Nasza strona na FB：https://www.facebook.com/honwaygroup
Być może zainteresują cię inne artykuły…
[wpb-random-posts]
