Родился «Супер Сапфир»! Техасский университет разработал новые пыленепроницаемые, противотуманные и антибликовые материалы, которые произведут революцию в технологиях будущего.

Исследовательская группа Техасского университета в Остине недавно успешно разработала новую наноструктуру «суперсапфир», которая не только обладает характеристиками пыленепроницаемости, антибликового покрытия и защиты от запотевания, но и сохраняет присущую сапфиру долговечность. Ожидается, что это новаторское изобретение, вдохновленное природой, в будущем найдет применение в электронике, оптике, космосе и обороне и движется к реальному применению.

Сверхспособности Сапфира

Представьте себе экран телефона, который выдерживает многократные падения и не разбивается, очки, устраняющие раздражающие блики, и лобовое стекло автомобиля, на котором больше не скапливается пыль. С появлением новых сапфировых наноструктур эти мечты вскоре могут стать реальностью.

Традиционно сапфир ценится в высокопроизводительных приложениях из-за его исключительной твердости, благодаря которой его практически невозможно поцарапать. Однако сложность его производства также ограничивает его применение в микроскопической области. «Сапфир — ценный материал благодаря своей чрезвычайно высокой твердости и другим превосходным свойствам, но эти же свойства делают его производство в малых масштабах весьма сложным», — сказал Чи-Хао Чан, доцент кафедры машиностроения имени Уокера в Техасском университете в Остине и ведущий научный сотрудник, работавший над исследованием.

Рекордная наноструктура

Исследовательская группа профессора Чжана опубликовала исследование в журнале Materials Horizons, в котором показано, что с помощью новой технологии наноструктур им удалось успешно создать сапфировые наноструктуры с чрезвычайно высоким соотношением сторон, что позволило им сохранять как жесткость, так и твердость, обладая при этом исключительными функциями.

Хотя эти наноструктуры менее устойчивы к царапинам, чем обычный массивный сапфир, они сопоставимы с вольфрамом или обычным стеклом. Однако данная технология демонстрирует превосходные противотуманные, противопылевые и антибликовые свойства, а также обладает свойствами самоочищения.

«Эта технология интересна, поскольку наноструктуры обычно считаются хрупкими, но мы преодолели эту проблему с помощью сапфира», — сказал Кун-Чие Чиен, недавно получивший докторскую степень. аспирант и один из ведущих авторов исследования.

Бионический дизайн и самоочищающиеся свойства

Исследовательская группа черпала вдохновение у природы, а конический профиль сапфировой наноструктуры имитирует форму глаза мотылька, тем самым увеличивая проникновение света и уменьшая блики. Кроме того, высокая поверхностная энергия и соотношение сторон структуры делают ее супергидрофильной поверхностью, которая препятствует конденсации тумана. Эту технологию также можно настроить на создание супергидрофобной поверхности, заставляющей капли воды быстро соскальзывать, подобно эффекту лотоса.

«Наши сапфировые наноструктуры не только многофункциональны, но и обладают превосходной механической прочностью, что делает их идеальными для применений, требующих исключительной долговечности и производительности», — сказал аспирант и соавтор Мехмет Кепенекчи.

Широкое применение и будущее развитие

Эта технология принесет много практических преимуществ. Например, для потребителей это улучшит читаемость изображения на смартфоне при ярком солнечном свете, предотвратит запотевание и бликование линз камер, а также сохранит чистоту окон и лобовых стекол.

В области исследования космоса пылеустойчивость технологии может гарантировать защиту оборудования от пыли во время посадок на другие планеты. В оборонной промышленности его, как ожидается, будут использовать для создания более мощных инфракрасных датчиков и защитных окон.

«Наша самоочищающаяся сапфировая поверхность остается на 98,7 процента свободной от пыли исключительно благодаря гравитации», — сказал Эндрю Танелл, студент, руководивший экспериментами по адгезии пыли. «Это значительное улучшение по сравнению с существующими технологиями удаления пыли, и оно особенно подходит для космической среды, где водные ресурсы ограничены и их трудно очищать».

В настоящее время исследовательская группа активно масштабирует производственный процесс и постоянно совершенствует механические и химические свойства наноструктур для повышения их функциональности. С помощью этой технологии они надеются привнести революционные изменения в реальный мир.

Список литературы

• Суперсапфировая наноструктура устойчива к пыли, бликам и запотеванию и, как ожидается, произведет революцию во многих областях.
• Scientists Develop “Super Sapphire” That Resists Scratches, Glare, Fog, and More
• «Сапфировые наноструктуры, устойчивые к царапинам, обладающие антибликовыми, противотуманными и пылезащитными свойствами», авторы Кун-Чие Чиен, Мехмет Кепенекчи, Эндрю Тунелл и Чи-Хао Чан, 11 февраля 2025 г., Materials Horizons. ДОИ: 10.1039/D4MH01844C

(Фото: Техасский университет в Остине)

Что касается измельчения, мы предлагаем индивидуальные настройки и можем регулировать соотношение в соответствии с требованиями обработки для достижения максимальной эффективности.

Добро пожаловать, свяжитесь с нами, у нас есть кто-то, кто ответит на ваши вопросы.

Если вам нужна индивидуальная расценка, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Часы работы службы поддержки клиентов: с понедельника по пятницу с 09:00 до 18:00.

Тел: 07 223 1058

Если у вас есть какие-либо вопросы или вопросы, на которые вы не смогли ответить по телефону, пожалуйста, отправьте мне личное сообщение на Facebook~~

Фейсбук Хоневэй: https://www.facebook.com/honwaygroup

Вас также может заинтересовать…