Задача антибликовых покрытий — преломить как можно меньше света. Проблема в том, что их очень трудно сделать однослойными. В последнее десятилетие её пытаются решить... подражая структуре глаз моли.
Антибликовые свойства глаз моли — результат не однослойности, а шестиугольного расположения крошечных выступов (высота выступа меньше длины волны света). Пространство между этими выпуклостями настолько мало, что солнечным лучам «кажется», будто поверхность глаза обладает одним слоем, и поэтому граница между воздухом и глазом как бы исчезает (переход между показателями преломления воздуха и роговицы оказывается очень плавным). В итоге моль прекрасно видит ночью и в то же время плохо видна хищникам.
Синтетический вариант такого покрытия создать трудно уже потому, что крошечное пространство, собственно, делающее покрытие антибликовым, очень быстро забивается грязью.
Улли Штайнер и его коллеги из Кавендишской лаборатории разработали новое покрытие, являющееся одновременно и антибликовым, и самоочищающимся. Учёные снабдили слои пластмассы маленькими отверстиями определённого размера. Они сделали их крупнее, чем поры большинства разновидностей «покрытий» глаз моли, что позволило добавить нанокристаллы диоксида титана. Последние обладают фотокаталитическим свойством: когда на них падает свет, они начинают расщеплять грязь, забивающую поры, пока не останутся только углекислый газ и вода, самостоятельно испаряющиеся с поверхности.
Во время первых экспериментов наночастицы диоксида титана смогли разложить все масла, содержавшиеся в отпечатке пальца, в течение 90 минут. Покрытие способно разрушать большинство стандартных углеводородов, которые забивают любые пористые антибликовые поверхности.
Покрытие крепится к подложке с помощью золь-гелевой химии, держится долго и не отслаивается.
Пока материал подходит только для наружного применения, поскольку фотокатализу необходимо ультрафиолетовое излучение. В планах специалистов — адаптация разработки к закрытым помещениям.
Изобретение пригодится в качестве покрытия не только окон, но и солнечных панелей, производители и пользователи которых будут рады любому увеличению КПД этих устройств.
Университет ищет партнёров, которые помогли бы извлечь коммерческую выгоду из новинки.
Результаты исследования опубликованы в журнале
Nano Letters.
Подготовлено по материалам
Кембриджского университета.
Дмитрий Целиков
