Onderzoekers rapporteerden een nieuwe technologie die de hoge transparantie van refractieve polymeerfilm verbetert via een eenstaps dampafzettingsproces. De zwavelhoudende polymeerfilm (SCP), geproduceerd door het onderzoeksteam van professor Sung Gap Im bij KAIST's Department of Chemical and Biomolecular Engineering, heeft uitstekende milieustabiliteit en chemische weerstand vertoond, wat zeer wenselijk is voor zijn toepassing in langdurige optische apparaattoepassingen. De hoge brekingsindex van meer dan 1,9 terwijl deze volledig transparant is in het gehele zichtbare bereik, zal de toepassingen van opto-elektronische apparaten helpen uitbreiden.

De brekingsindex is een verhouding van de lichtsnelheid in vacuüm tot de fasesnelheid van licht in een materiaal, gebruikt als een maat voor hoeveel het pad van het licht wordt gebogen wanneer het door een materiaal gaat. Met de miniaturisering van verschillende optische onderdelen die worden gebruikt in mobiele apparaten en beeldvorming, de vraag naar transparante materialen met een hoge brekingsindex die met een dunne film meer lichtbreking induceert, is snel gegroeid.

Omdat polymeren uitstekende fysische eigenschappen hebben en gemakkelijk in verschillende vormen kunnen worden verwerkt, ze worden veel gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals plastic brillenglazen. Echter, er zijn tot nu toe zeer weinig polymeren ontwikkeld met een brekingsindex van meer dan 1,75, en bestaande polymeren met een hoge brekingsindex vereisen dure materialen en gecompliceerde fabricageprocessen.

Bovenal, kerntechnologieën voor het produceren van dergelijke materialen worden gedomineerd door Japanse bedrijven, veroorzaakt al lang bestaande uitdagingen voor Koreaanse fabrikanten. Zorgen voor een stabiele levering van hoogwaardige, materialen met een hoge brekingsindex zijn cruciaal voor de productie van optische apparaten die lichter zijn, betaalbaarder, en vrij kan worden gemanipuleerd.

Het onderzoeksteam heeft met succes een geheel nieuw polymeer dunne filmmateriaal vervaardigd met een brekingsindex van meer dan 1,9 en uitstekende transparantie, met behulp van slechts een chemische reactie in één stap. De SCP-film vertoonde een uitstekende optische transparantie over het gehele zichtbare lichtgebied, vermoedelijk door de gelijkmatig verspreide korte segment polysulfide ketens, wat een duidelijk kenmerk is dat onbereikbaar is bij polymerisaties met gesmolten zwavel.

Het team concentreerde zich op het feit dat elementaire zwavel gemakkelijk kan worden gesublimeerd om een ​​polymeer met een hoge brekingsindex te produceren door de verdampte zwavel te polymeriseren met een verscheidenheid aan stoffen. Deze methode onderdrukt de vorming van te lange S-S-ketens, terwijl een uitstekende thermische stabiliteit wordt bereikt in hoge zwavelconcentraties en transparante niet-kristallijne polymeren worden gegenereerd over het gehele zichtbare spectrum.

Vanwege de kenmerken van het dampfaseproces, de dunne film met hoge brekingsindex kan niet alleen op siliciumwafels of glassubstraten worden gecoat, maar ook op een breed scala aan gestructureerde oppervlakken. Wij geloven dat dit dunne-filmpolymeer de eerste is die een ultrahoge brekingsindex van meer dan 1,9 heeft bereikt.

Professor Im zei, "Deze hoogwaardige polymeerfilm kan op een eenvoudige manier in één stap worden gemaakt, wat zeer voordelig is bij de synthese van SCP's met een hoge brekingsindex. Dit zal dienen als platformmateriaal voor toekomstige high-end optische apparaattoepassingen."