(Phys.org) —Películas porosas, que utilizan propiedades similares a las que se ven en los ojos de las polillas en combinación con nanopartículas, se están convirtiendo en robustos, Recubrimientos antirreflectantes autolimpiantes para usar tanto en plástico como en vidrio.
Detalles de los revestimientos, que fueron desarrollados por investigadores de la Universidad de Cambridge, fueron esbozados recientemente en la revista Nano letras .
Los recubrimientos antirreflectantes deben refractar la menor cantidad de luz posible para ser efectivos. pero es extremadamente difícil producirlos como una sola capa. En la última década, los investigadores han desarrollado recubrimientos distribuidos, que resuelven esto imitando la estructura de los ojos de la polilla.
Las propiedades antirreflectantes de los ojos de polilla no provienen de una sola capa, sino de un patrón hexagonal de pequeñas protuberancias. Los espacios entre estas protuberancias son tan pequeños que los haces de luz entrantes ven la superficie del ojo como una sola capa, esencialmente eliminando la interfaz entre el aire y la superficie, permitiendo que las polillas vean de noche y sean menos visibles para los depredadores.
El problema con las versiones sintéticas de los recubrimientos para ojos de polilla es que los pequeños espacios que hacen que el recubrimiento sea antirreflectante en primer lugar pueden obstruirse muy rápidamente con suciedad. que provocan la pérdida del efecto antirreflectante.
El profesor Ulli Steiner y sus colegas del Laboratorio Cavendish han desarrollado un nuevo recubrimiento que es a la vez antirreflectante y autolimpiante. Para desarrollarlo, El profesor Steiner y sus co-inventores idearon una estrategia para hacer capas de plástico con poros pequeños muy bien definidos. similar a los ojos de la polilla. Pero al hacer que los poros sean más grandes de lo que son en la mayoría de los otros tipos de recubrimientos para los ojos de las polillas, pudieron incorporar nanocristales de dióxido de titanio en la estructura.
Estos nanocristales son fotocatalíticos:cuando la luz cae sobre ellos, comienzan a descomponer la suciedad que obstruye los poros, hasta que todo lo que quede sea dióxido de carbono, y agua que se evapora de la superficie, haciendo que el material se limpie automáticamente.
En las primeras pruebas del material, las nanopartículas de dióxido de titanio pudieron descomponer todos los aceites contenidos en una huella dactilar en 90 minutos. El recubrimiento es capaz de descomponer la mayoría de los hidrocarburos estándar que obstruyen la mayoría de los recubrimientos antirreflectantes porosos.
La investigación de vanguardia es la primera vez que estas nanopartículas se han incorporado de manera efectiva en recubrimientos antirreflectantes, aumentando la posibilidad de antirreflectante, vidrio o plástico autolimpiante.
El recubrimiento se adhiere al sustrato a través de la química sol-gel, dando como resultado una unión duradera y un recubrimiento que no se desprenderá.
Si bien el material actualmente solo es adecuado para aplicaciones al aire libre, ya que requiere luz ultravioleta para que se produzca la fotocatálisis, el equipo está planificando más pruebas para ver si el material podría adaptarse en el futuro para la iluminación interior, lo que abriría una amplia gama de aplicaciones potenciales.
Actualmente, el equipo está buscando aplicaciones en la construcción de vidrio y células solares, ya que gran parte de la luz solar de las células solares está destinada a capturar y convertir en energía, simplemente rebota en la superficie, y los revestimientos antirreflectantes actuales se obstruyen fácilmente con suciedad. "Al generar energía a partir de células solares, tienes que luchar por cada porcentaje de ganancia en eficiencia, ", dijo el profesor Steiner." El recubrimiento que hemos desarrollado combina dos principios científicos interesantes, y podría aumentar la cantidad de luz que ingresa a las células solares ".
