دانشجویان مهندسی مکانیک شهرکرد

محققان دانشگاه کمبریج یک پوشش نازک متخلخل با ساختاری مشابه چشم شب پره ساخته اند که خواص مکانیکی قوی به همراه خاصیت خود-تمیزکنندگی و ضد بازتاب دارد و برای استفاده روی سطح پلاستیک و شیشه مناسب است. 

یک پوشش ضد بازتاب موثر نیازمندِ شکست نور در ابعاد بسیار کوچک، در مقایسه با اندازه ی فوتون ها است، به همین دلیل ساخت آن به صورت یک تک لایه کار بسیار دشواری است. در تحقیقاتی که طی دهه ی اخیر صورت گرفته محققان پوشش های توزیع شده ای را تولید کرده اند که این مشکل را با تقلید از ساختار چشم شب پره ها حل می کند.

خواص ضد بازتاب چشم شب پره ناشی از وجود یک تک لایه نیست، بلکه به واسطه ی یک الگوی شش ضلعی از برجستگی های کوچک است. فاصله ی میان این برجستگی ها به قدری کوچک است که مانند یک تک لایه در مقابل برخورد تابش نور عمل می کند و این خاصیت به شب پره کمک می کند در شب به راحتی ببیند بدون اینکه بازتاب چشم او شکارچیان را از وجودش مطلع کند.

مشکل اصلی با نسخه های مصنوعی چشم شب پره این است که فاصله های کوچک روی سطح آن که موجب ضد بازتاب بودن پوشش می شود به سرعت با آلودگی ها پوشیده می شود و خاصیت خود را از دست می دهد.

پروفسور یولی اشتاینر (Ulli Steiner) و همکارانش در آزمایشگاه کاوندیش (Cavendish Laboratory) پوشش جدیدی ساخته اند که ضد بازتاب و خود-تمیز کننده است. برای ساخت این پوشش پروفسور اشتاینر و همکارانش لایه های پلاستیکی با منافذ بسیار کوچک و مشابه ساختار چشم شب پره تولید کردند. اما با بزرگتر کردن این منافذ نسبت به نمونه های پیشین از نانوکریستال های دی اکسید تیتانیوم در ساختار آن استفاده کردند. این نانوکریستال ها فوتوکاتالیست هستند، یعنی هنگامی که نور با آن ها برخورد می کند آن ها شروع به شکستن آلودگی های روی پوشش می کنند و این فرآیند با تبدیل آلاینده ها به دی اکسید کربن و بخار آب که از سطح خارج می شود صورت می پذیرد تا زمانی که سطح پاک شود.

در آزمایشات اولیه ی این ماده مشخص شده که نانوذرات دی اکسید تیتانیوم قادر به شکستن همه ی روغن های موجود در اثرِ انگشت انسان در مدت 90 دقیقه هستند. این پوشش قادر است تقریبا همه ی هیدروکربن هایی که روی سطح را می پوشانند بشکند. این تحقیق برای اولین بار استفاده از این نانو ذرات را در پوشش های ضد بازتاب ارائه داده است و امید آن است استفاده از این پوشش ها در شیشه ها و پلاستیک های ضد بازتاب و خود-تمیز کننده گسترش یابد.

این ماده اکنون فقط برای استفاده در فضای باز مناسب است چرا که واکنش فوتوکاتالیز نیار به نور ماورای بنفش دارد. تیم تحقیقاتی در حال آزمایشات دیگری برای استفاده از این پوشش در فضای داخلی است که موجب افزودن دامنه ی وسیعی از کاربرد ها به مزایای این پوشش ها می شود.

این پوشش با استفاده از رسوب دهی محلول شیمیایی به بستر زیرین خود متصل می شود و یک پیوند با دوام و مستحکم ایجاد می کند. یکی از کاربردهای مهم این پوشش استفاده از آن در ساخت پوشش برای سلول های خورشیدی و شیشه ی ساختمان ها است.

جزئیات این تحقیق اخیرا در ژورنال Nano Letters یه چاپ رسیده است.