Récemment, l'équipe de Weiping Wu du Département de technologie et d'ingénierie des éléments laser haute puissance de l'Institut d'optique et de machines de précision de Shanghai (SIPM) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec l'Université de Fudan, a réalisé des progrès dans le traitement antisalissure. de la surface des éléments nano-optiques ultrafins. L'équipe a proposé un nouveau type de film ultra-lisse « de type liquide » avec effet antisalissure en greffant in situ une monocouche de polymère organosilicié flexible en forme de goupillon sur la surface d'un substrat optique. Le film antisalissure transparent ultra-lisse ne présente aucune diminution significative de la transmission dans la région visible, et seulement une diminution de 3 % de la transmission dans la région infrarouge, ce qui en fait une solution rare à haute transmission pour les surfaces hydrophobes sur l'ensemble du spectre. Les résultats de la recherche associée ont été publiés dans le Journal of Materials Chemistry A sous le titre A Fluffy All-Siloxane Bottlebrush Architecture for Liquid-like Slippery Surfaces. Chimie des matériaux A.
Les composants optiques (lentilles optiques, fenêtres, panneaux photovoltaïques, etc.) sont utilisés dans l'instrumentation optique, la microélectronique, l'aérospatiale, l'énergie et les dispositifs biomédicaux. Les composants optiques sont très sensibles à la contamination externe dans l'environnement de service réel, ce qui réduit la transmission optique des fenêtres et affecte la sensibilité du signal optique, la qualité et la fiabilité de l'imagerie. Grâce à la formation de polluants environnementaux et à une excellente durabilité de la couche protectrice, la surface des composants optiques pour le traitement protecteur peut rendre la surface des composants optiques résistante à long terme à la pollution externe. Cependant, différentes fenêtres optiques nécessitent une transmission élevée dans différentes bandes de longueurs d'onde. Par conséquent, il est nécessaire de garantir que les performances optiques de l’élément optique lui-même ne sont pas perdues pendant que la couche protectrice de surface exerce l’effet protecteur.
Ce travail conçoit un nouveau film ultra-lisse semblable à un liquide. Une structure moléculaire flexible en forme de goupillon avec un « squelette et des chaînes latérales en silicone » a été progressivement construite sur la surface du substrat par un processus simple en deux étapes, c'est-à-dire une polycondensation hydrolytique in situ sur la surface du substrat et l'hydrogénation ultérieure de la silice. réaction. Contrairement aux surfaces mouillables spéciales classiques (superhydrophobes, superoléophobes, etc.), les films ultra-lisses ne nécessitent pas de préparation de micro-nano-structures de surface et ont une épaisseur inférieure à 5 nm, de sorte qu'ils n'ont quasiment aucun effet sur la surface. propriétés optiques du substrat lui-même. De plus, les films super lisses de type liquide ont d'excellentes propriétés de glissement dynamique, telles qu'une très faible hystérésis d'angle de contact du liquide sur la surface, une densité de surface de greffage moléculaire plus élevée, une hystérésis d'angle de contact aussi faible que 9,4 degrés et une hystérésis ultra-élevée. transparence à large spectre. Les travaux vérifient l'efficacité et la durabilité de la surface dans des scénarios d'application pratiques de composants optiques grâce à des tests de résistance aux gouttelettes d'huile, au givrage, à la poussière et à l'abrasion, qui sont très prometteurs pour les applications.
Les travaux de recherche sont soutenus par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et le Programme clé national de recherche et de développement de Chine.
▲Fig. 1 (a) Structure schématique du film mince super glissant ; (b) Photo AFM ; (c) Spectres de transmission du substrat de quartz avant et après traitement.
▲Fig. 2 (a) Photographies physiques de la feuille de quartz après traitement de surface et comparaison des performances antisalissure avant et après traitement ; avant et après traitement (b) effet glissant des gouttelettes d'huile (n-hexane) sur la surface et (c) comparaison de l'effet antisalissure.
