science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Perfect niet-reflecterend

Deze autosnelheidsmeterafdekking met twee antireflecterende cirkelvormige oppervlakken werd in slechts één stap vervaardigd. (© Fraunhofer IWM)

(PhysOrg.com) -- Een nieuwe nanocoating zorgt voor een perfect niet-reflecterend beeld op schermen en door een bril. De noodzakelijke oppervlaktestructuur wordt tijdens de fabricage op de polymere onderdelen aangebracht, waardoor een aparte processtap niet meer nodig is. De hybride coating heeft nog meer voordelen:de componenten zijn krasvast en gemakkelijk schoon te maken.

Motten zijn het prototype. Als ze in de schemering naar voedsel zoeken, moeten ze zich verstoppen voor roofdieren. Hun aanwezigheid mag niet worden verraden door reflecties op hun facetogen. Op andere insecten glinsteren deze ogen, maar de ogen van de mot zijn perfect niet-reflecterend. Kleine uitsteeksels kleiner dan de golflengte van het licht vormen een periodieke structuur op het oppervlak. Deze nanostructuur creëert een zachte overgang tussen de brekingsindices van de lucht en het hoornvlies. Als resultaat, de reflectie van licht wordt verminderd en de mot blijft onopgemerkt.

Duitse onderzoekswetenschappers van het Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM in Freiburg hebben deze kunstgreep overgenomen en aangepast aan een reeks verschillende toepassingen. op brillen, mobiele telefoon displays, beslag of paneelafdekkingen, transparante oppervlakken zijn over het algemeen alleen nuttig als ze kunnen worden bekeken zonder dat het licht wordt teruggekaatst. Terwijl conventionele methoden de antireflectiecoating in een aparte stap na productie aanbrengen, de Fraunhofer-wetenschappers hebben een manier gevonden om lichtreflectie tijdens de daadwerkelijke fabricage van het onderdeel of onderdeel te verminderen:"We hebben conventioneel spuitgieten zodanig aangepast dat de gewenste nanostructuur tijdens het proces aan het oppervlak wordt gegeven, " legt Dr. Frank Burmeister uit, projectmanager bij het IWM.

Hiervoor hebben de onderzoekers een coating van hard materiaal ontwikkeld die de optisch effectieve oppervlaktestructuur nabootst. "We gebruiken dit om de vormgereedschappen te coaten, ", zegt Burmeister. "Als de stroperige polymeersmelt in de mal wordt gespoten, de nanostructuren worden direct op het onderdeel overgedragen." Omdat er geen tweede processtap nodig is, fabrikanten realiseren een enorme kostenbesparing en verhogen ook de efficiëntie. "Normaal gesproken zou het onderdeel een extra afzonderlijk proces moeten ondergaan om de anti-reflexcoating aan te brengen, ' voegt Burmeister toe.

Normaal plexiglas en sommige anti-reflex coatings zijn bijzonder gevoelig, maar de wetenschappers produceren veegvaste en krasvaste oppervlakken. Hiervoor wordt de spuitgietmatrijs bovendien overspoeld met een ultradunne organische stof van polyurethaan. Burmeister:"De substantie loopt in elke spleet en verhardt, als een tweecomponentenlijm." Het resultaat is een extreem dunne nanocoating van polyurethaan waarop de optisch effectieve oppervlaktestructuren, die slechts een tienduizendste millimeter dik zijn, worden ook gereproduceerd. In samenwerking met industriële partners, de onderzoekswetenschappers willen nu componenten voor de auto-industrie ontwikkelen, bijvoorbeeld, die niet alleen mooi zijn om naar te kijken, maar ook slijtvast en gemakkelijk schoon te maken zijn.