Бликующую проблему электроники решит новое "невидимое" стекло

Стеклянные или пластиковые покрытия защищают дисплеи гаджетов в основном от загрязнений или повреждений, но не от бликов света.
Фото schuetz-mediendesign-608937/pixabay.com.

Читайте нас в Telegram

Каждому, кто смотрел телевизор не в полной темноте, делал фотографии на смартфон на улице в солнечный день, использовал компьютер под потолочным освещением или возле окна, знакома эта проблема: блики.

Исследователи уже не первый год разрабатывают различные антибликовые покрытия для электронных устройств, но в большинстве случаев последние не справляются с задачей в полной мере. В основном стеклянные или пластиковые покрытия защищают дисплеи от загрязнений или повреждений (пыли, влаги и так далее), поясняют специалисты.

Существуют также гаджеты, которые самостоятельно подстраивают уровень яркости экрана под освещение, но такая функция быстро разряжает аккумулятор.

Команда из Центра функциональных наноматериалов в Брукхейвенской национальной лаборатории предложила свой метод решения проблемы бликов. Он заключается в вытравливании на стеклянной поверхности наномасштабных конусов.

Поясним, зачем это нужно. Луч света преломляется, переходя из одной среды в другую, например, из воздуха в стекло. Когда свет сталкивается с материалом с высоким показателем преломления, часть света отражается. Если придать стеклу наноструктурные особенности, индекс преломления будет изменяться ступенчато, что уменьшит количество бликов. Стекло не будет отражать свет в широком диапазоне волн (весь видимый и ближний инфракрасный спектр), а угол обзора у него станет больше. В итоге отражения и блики уменьшатся настолько, что стекло станет ультрапрозрачным, практически невидимым.

Чтобы изменить текстуру поверхности стекла на наноуровне, учёные использовали метод, известный как самосборка. Это способность некоторых материалов самостоятельно создавать упорядоченные структуры. В данном случае учёные использовали шаблон из самоорганизующегося органического материала — блочного сополимера – для нанесения на поверхность стекла нужной текстуры. Это был "лес" наноразмерных конусов, благодаря которым поверхность перестала быть гладкой.

Тесты показали, что чем выше конусы, покрывающие поверхность стекла, тем меньше света она отражает. Так, если размер конусов составляет 300 нанометров, материал отражает менее 0,2% входящего красного цвета (длина волны 633 нанометра). Даже при почти инфракрасной длине волны в 2500 нанометров и углах обзора до 70 градусов количество света, проходящего через наноструктурированные поверхности, остаётся высоким – выше 90-95%.

К слову, ранее похожая технология использовалась для придания кремниевым, пластиковым и стеклянным материалам водоотталкивающих и самоочищающихся свойств.

По словам авторов работы, преимущество нового антибликового материала заключается в простоте его создания. Инженерам не нужно использовать многослойные покрытия из разных материалов. А поскольку итоговый материал всё-таки состоит из стекла, пусть и наноструктурированного, он будет более долговечным, чем обычные антибликовые покрытия.

И между прочим, новое "невидимое" стекло способно на большее, чем просто облегчить жизнь пользователям гаджетов. С помощью такого материала, например, можно будет повысить эффективность работы солнечных батарей. Технология сокращения количества бликов может быть использована при изготовлении лазеров, чувствительных медицинских устройств и в аэрокосмической отрасли.

Как отмечает автор исследования Чарльз Блэк (Charles Black), эффективность нового наноструктурированного материала необычайно высока (например, солнечные элементы из него не уступают по производительности энергии классическим).

На данном этапе команда масштабирует технологию для постановки производства наноструктурированного стекла на поток.

Более подробно разработка описывается в статье, которая была опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Кстати, ранее инженеры рассказали, как делать чёткие фотографии через стекло.

Сегодня