ORNL研究人员设计防反射,超疏水玻璃涂层

Schematic representation of the coated product and applications.

从莲花叶和飞蛾眼中汲取灵感,这是一个研究小组橡树岭国家实验室(ORNL)of the Department of Energy has developed an antireflective, superhydrophobic glass coating.

这种新颖的防水玻璃涂层的潜在应用包括武器系统,窗户,探测器,镜头,太阳能电池板等产品。多孔玻璃膜的机械纳米结构层构成了这种突破涂层的基础。可以将这种涂层定制为反染色,耐雾和超疏水性。

该研究结果已出现在《材料化学杂志》杂志中,标题为亚博网站下载“基于整体的渐变 - 反射玻璃抗反射涂层:宽带/全向光收集和自我清洁特征。”

While lotus leaves repel water and self-clean when it rains, a moth’s eyes are antireflective because of naturally covered tapered nanostructures where the refractive index gradually increases as light travels to the moth’s cornea. Combined, these features provide truly game-changing ability to design coatings for specific properties and performance.

Tolga Aytug, a member of ORNL’s Materials Chemistry Group and the lead author of the paper

表面需要具有150°以上的水滴接触角才能表现出超疏水性。ORNL涂层达到的接触角在150-165°的范围内,从而导致水反弹。结果,灰尘和灰尘被带走。

这unique combination of superhydrophobicity and the suppression of light reflected off a glass surface is vital to achieve improved performance in a myriad of optical applications, explained Aytug. The base material used is a special type of glass coating, which exhibits high durability. This quality provides it a competitive edge over other technologies, said Aytug.

Aytug继续描述了一个过程,“我们开发了一种方法,该方法始于在玻璃表面上沉积一层薄薄​​的玻璃材料,然后通过蚀刻进行热处理和选择性材料去除。”“这会产生由类似于微观珊瑚的高硫酸含量玻璃的多孔三维网络组成的表面。”

Industry standard techniques can be used to fabricate this novel coating. Therefore, the coating process can be easily scaled up and applied to several glass platforms cost effectively.

这unique three-dimensionality interconnected nanoporous nature of our coatings significantly suppresses Fresnel light reflections from glass surfaces, providing enhanced transmission over a wide range of wavelengths and angles.

Tolga Aytug

菲涅尔效果可以解释为反射从表面反射的光的量,以通过表面传递的光量。

例如,在太阳能电池板的情况下,光反射的抑制会提高太阳能电池的转换效率和功率输出3-6%。超疏水自我清洁能力的结合可以大大减少与太阳能电池板操作和维护相关的费用。此外,紫外线可以用这种涂层有效地阻塞。

Sensors, photodetectors, optical instruments, periscopes, goggles, are the other potential applications of ORNL’s coating. Additionally, snow and ice accumulation on optical components and biofouling in marine applications can be prevented, thanks to the superhydrophobic property of the coating. Aytug highlighted that the impact abrasion resistance property further extends the applications of the coating.

Aytug说:“这种质量与传统的聚合物和基于粉末的质量区分开来,它们通常在机械上脆弱。”“我们已经表明,我们的纳米结构玻璃涂层表现出具有较高的机械耐药性,例如磨损(如沙风雨暴风雨),并且在接近500摄氏度的温度下稳定。”

David Christen, Parans Paranthaman, John Simpson, Scott Hunter, Edgar Lara-Curzio, Rosa Trejo, Rajesh Menon, Peng Wang, Tao Liu, Ilia Ivanov, Pooran Joshi, Gerald Jellison, and Andrew Lupini have also contributed to the paper.

实验室指示技术创新计划支持这项研究工作,DOE科学办公室基础能源科学支持STEM研究。亚博老虎机网登录这项工作的一部分是在纳米相材料科学中心进行的,该科学办公室是科学用户设施。亚博网站下载亚博老虎机网登录在犹他大学,进行了光伏设备的测量。

参考

Stuart Milne

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Stuart Milne

斯图尔特(Stuart)毕业于威尔士大学(University of Wales),加的夫学院(Institute Cardiff),拥有工业产品设计的一流荣誉学位。在研究了一家参与LED照明解决方案的初创公司之后,Stuart决定与Azonetwork抓住机会。在过去的五年中,斯图尔特(Stuart)参与了开发行业领先的产品范围,增强客户体验并改善旨在为客户赚取的营销美元提供巨大价值的内部系统。在业余时间,斯图尔特(Stuart)喜欢通过创作艺术作品并继续对素描的热爱来继续他对艺术和设计的热爱。将来Stuart希望继续他对旅行的热爱,并探索新的令人兴奋的地方。

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    米尔恩,斯图尔特。(2015年5月12日)。ORNL研究人员设计了反射性的超疏水玻璃涂层。Azom。于2023年3月10日从//www.washintong.com/news.aspx?newsid=43786检索。

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    米尔恩,斯图尔特。2015.ORNL研究人员设计防反射,超疏水玻璃涂层。Azom,2023年3月10日,https://www.washintong.com/news.aspx?newsid=43786。

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