Новый подход к обработке сапфира сочетает прочность, водоотталкивающие и антибликовые свойства

Исследователи из Техасского университета в Остине разработали инновационный способ создания сапфировых наноструктур, которые сочетают в себе прочность и уникальные функциональные свойства. Это открытие может изменить подход к производству дисплеев смартфонов, защитных стекол, линз и компонентов космических аппаратов, где крайне важны устойчивость к царапинам, самоочищение и защита от пыли.

Сапфир, известный своей исключительной твердостью, долгое время вызывал трудности при мелкомасштабной обработке из-за своей хрупкости в миниатюрных размерах. Однако команда под руководством профессора Чи-Хао Чана преодолела это ограничение, создав наноструктуры с рекордным соотношением высоты к ширине (аспектное соотношение). Их технологии позволяют сохранять до 60% прочности монолитного сапфира, что сравнимо с вольфрамом и обычным стеклом, и привносит новые функции.

Одна из ключевых особенностей технологии заключается в заимствовании конической формы наноструктур из строения глаз мотыльков. Это решение улучшает светопропускание, снижает блики и позволяет создавать поверхности двух типов: супергидрофильные (отталкивающие воду и предотвращающие запотевание) и супергидрофобные (самоочищающиеся, подобно листьям лотоса).

Экспериментальными испытаниями уже подтверждены практические преимущества. Так, эффективность гравитационного самоочищения от пыли достигает 98,7%, что особенно важно для космических миссий, где вода недоступна. «Это значительный прорыв по сравнению с существующими решениями», — отметил студент Эндрю Тунелл, проводивший тесты.

В космосе такие поверхности могут предоставить защиту оборудованию от пыли при посадке на инопланетные тела. В настоящее время команда работает над созданием методов для масштабного производства, улучшением химических свойств структур и исследованием новых возможностей их применения.

Источник: iXBT