Recientemente, el equipo de Weiping Wu en el Departamento de Tecnología e Ingeniería de Elementos Láser de Alta Potencia del Instituto de Óptica y Maquinaria de Precisión de Shanghai (SIPM) de la Academia China de Ciencias (CAS), en colaboración con la Universidad de Fudan, ha logrado avances en el tratamiento antiincrustante. de la superficie de elementos nanoópticos ultrafinos. El equipo propuso un nuevo tipo de película ultrasuave "similar a un líquido" con efecto antiincrustante mediante el injerto in situ de una monocapa de polímero organosilícico flexible con forma de cepillo de botella sobre la superficie de un sustrato óptico. La película antiincrustante transparente ultrasuave no tiene una disminución significativa en la transmitancia en la región visible y solo una disminución del 3 % en la región infrarroja, lo que la convierte en una solución poco común de alta transmitancia para superficies hidrofóbicas en todo el espectro. Los resultados de la investigación relacionada se publicaron en el Journal of Materials Chemistry A bajo el título Una arquitectura esponjosa de cepillo de botella totalmente de siloxano para superficies resbaladizas similares a líquidos. Química de Materiales A.
Los componentes ópticos (lentes ópticas, ventanas, paneles fotovoltaicos, etc.) se utilizan en instrumentación óptica, microelectrónica, dispositivos aeroespaciales, energéticos y biomédicos. Los componentes ópticos son altamente susceptibles a la contaminación externa en el entorno de servicio real, lo que reduce la transmitancia óptica de las ventanas y afecta la sensibilidad de la señal óptica, la calidad de la imagen y la confiabilidad. A través de la formación de contaminantes ambientales y tiene una excelente durabilidad de la capa protectora, la superficie de los componentes ópticos para el tratamiento protector puede hacer que la superficie de los componentes ópticos sea resistente a largo plazo a la contaminación externa. Sin embargo, diferentes ventanas ópticas requieren una alta transmitancia en diferentes bandas de longitud de onda. Por lo tanto, es necesario garantizar que no se pierda el rendimiento óptico del propio elemento óptico mientras la capa protectora superficial consigue el efecto protector.
Este trabajo diseña una nueva película súper suave similar a un líquido. Se construyó gradualmente una estructura molecular de cepillo de botella flexible con "cadenas principales y laterales de silicona" en la superficie del sustrato mediante un proceso simple de dos pasos, es decir, policondensación hidrolítica in situ en la superficie del sustrato y la posterior hidrogenación de sílice. reacción. A diferencia de las superficies humectables especiales convencionales (superhidrófobas, superoleófobas, etc.), las películas ultralisas no requieren la preparación de micronanoestructuras superficiales y tienen un espesor inferior a 5 nm, por lo que casi no tienen efecto sobre la Propiedades ópticas del propio sustrato. Además, las películas súper resbaladizas similares a los líquidos tienen excelentes propiedades de deslizamiento dinámico, como una histéresis de ángulo de contacto muy baja del líquido en la superficie, mayor densidad de superficie de injerto molecular, histéresis de ángulo de contacto tan baja como 9,4 grados y ultra alta. transparencia de amplio espectro. El trabajo verifica la efectividad y durabilidad de la superficie en escenarios de aplicación práctica de componentes ópticos mediante pruebas de resistencia a gotas de aceite, formación de hielo, polvo y abrasión, que son bastante prometedoras para las aplicaciones.
El trabajo de investigación cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China.
▲Fig. 1 (a) Estructura esquemática de la película delgada súper deslizante; (b) fotografía AFM; (c) Espectros de transmisión del sustrato de cuarzo antes y después del tratamiento.
▲Fig. 2 (a) Fotografías físicas de la lámina de cuarzo después del tratamiento superficial y comparación del desempeño antiincrustante antes y después del tratamiento; antes y después del tratamiento (b) efecto deslizante de las gotas de aceite (n-hexano) en la superficie y (c) comparación del efecto antiincrustante.
