德克薩斯大學奧斯丁分校的研究人員開發出了一種耐用的藍寶石納米結構，可以防眩光、防塵和防霧，同時保持耐用性，有望徹底改變手機螢幕、玻璃和擋風玻璃。這種結構的設計靈感來自蛾眼和荷葉，既堅固又多功能，非常適合電子、光學、太空和國防領域等環境，目前正在開發用於實際應用。

想像一下，無論摔落多少次，手機螢幕都能保持完美無瑕，眼鏡可以消除眩光，擋風玻璃不會積塵。得益於一種生產藍寶石的新方法，這些很快就會成為現實。

德克薩斯大學奧斯丁分校的研究人員開發出創新技術，為藍寶石賦予超能力。藍寶石通常被視為寶石，但在國防和消費電子產品等行業中都備受重視。其卓越的硬度使其幾乎不可能被划傷，是高性能應用的理想選擇。

“藍寶石是一種高價值材料，因為它硬度高，且具有許多其他有益特性，”沃克機械工程系副教授兼專案首席研究員 Chih-Hao Chang 說道。“但這些特性也使其難以進行小規模生產。”

藍寶石樣本。圖片來源：德克薩斯大學奧斯丁分校

正如《材料視野》中所記錄的那樣，Chang和他的團隊希望利用新的藍寶石納米結構來緩解這一挑戰。納米結構顯示出這種材料迄今為止最高的縱橫比，這使其具有超能力，而不會完全失去其剛度和硬度。

研究：雖然不像傳統的塊狀藍寶石那樣具有抗刮擦性（納米結構在這方面與鎢或傳統玻璃相當），但這些新的藍寶石納米結構具有防霧、防塵和防眩光的功能，並具有自清潔功能。

Chih-Hao Chang 教授與他的實驗室成員 Mehmet Kepenekci 和 Andrew Tunell。圖片來源：德克薩斯大學奧斯丁分校

“這非常令人興奮，因為納米結構傳統上被視為易碎，但用藍寶石製成它們可以解決這個問題，”Chang 實驗室剛獲得博士學位的畢業生兼主要作者之一 Kun-Chieh Chien 說道。

受蛾眼的啟發，藍寶石納米結構的錐形輪廓可增強光透射率並減少眩光。納米結構的高表面能和縱橫比可形成超親水表面，以防止起霧。這些結構還可以處理成超疏水表面，使水滴從表面滾落，模仿荷葉效果。

“我們的藍寶石納米結構不僅功能多樣，而且機械性能也非常堅固，這使其成為對耐用性和性能至關重要的應用的理想選擇，”Chang 實驗室的研究生兼主要作者之一 Mehmet Kepenekci 說道。

重要性：這項技術有多種好處。對於消費者來說，它可以讓智慧手機在光線條件不佳的情況下更易於閱讀，鏡頭和窗戶不會起霧，相機不易眩光，擋風玻璃堅固不易積塵。

納米結構，以及防霧和防眩光功能。圖片來源：德克薩斯大學奧斯丁分校

當我們開始下一代太空旅行時，防塵特性可以確保關鍵任務設備在著陸其他星球時不會被灰塵覆蓋。它可以用於製造更強大的紅外感測器和防禦應用中的防護窗。

“我們的自清潔藍寶石表面僅靠重力就能保持 98.7% 的無塵區域，”進行灰塵粘附實驗的學生 Andrew Tunell 說道。“這比現有的除塵技術有了顯著的改進，尤其有利於太空應用，因為太空中不容易用水清潔。”

下一步：研究人員的目標是將這項技術變為現實，他們正在尋求多種改進方法。他們正在擴大製造規模，將這些納米結構應用於更大的樣品，改善機械和化學性能以增強其能力，並探索更多實際應用。

編譯自/ScitechDaily