(Phys.org) —Pellicole porose, che utilizzano proprietà simili a quelle osservate negli occhi di falena in combinazione con nanoparticelle, si stanno sviluppando in robusti, rivestimenti antiriflesso autopulenti per l'uso sia su plastica che su vetro.

Dettagli dei rivestimenti, che sono stati sviluppati dai ricercatori dell'Università di Cambridge, sono stati recentemente delineati nella rivista Nano lettere .

I rivestimenti antiriflesso devono rifrangere la minor quantità di luce possibile per essere efficaci, ma è estremamente difficile produrli come un unico strato. Nell'ultimo decennio, ricercatori hanno sviluppato rivestimenti distribuiti, che risolvono questo problema imitando la struttura degli occhi di falena.

Le proprietà antiriflesso degli occhi di falena non provengono da un singolo strato, ma da uno schema esagonale di minuscole protuberanze. Gli spazi tra queste protuberanze sono così piccoli che i raggi di luce in arrivo vedono la superficie dell'occhio come un unico strato, essenzialmente rimuovendo l'interfaccia tra l'aria e la superficie, permettendo alle falene di vedere di notte ed essere meno visibili ai predatori.

Il problema con le versioni sintetiche dei rivestimenti per gli occhi di falena è che i piccoli spazi che rendono il rivestimento antiriflesso in primo luogo possono ostruirsi molto rapidamente con lo sporco, che fanno perdere l'effetto antiriflesso.

Il professor Ulli Steiner e i colleghi del Cavendish Laboratory hanno sviluppato un nuovo rivestimento che è sia antiriflesso che autopulente. Per svilupparlo, Il professor Steiner e i suoi co-inventori hanno escogitato una strategia per creare strati di plastica con piccoli pori molto ben definiti, simile agli occhi di falena. Ma rendendo i pori più grandi di quanto non siano nella maggior parte degli altri tipi di rivestimenti per gli occhi di falena, sono stati in grado di incorporare nanocristalli di biossido di titanio nella struttura.

Questi nanocristalli sono fotocatalitici:quando la luce cade su di essi, iniziano a scomporre lo sporco ostruendo i pori, finché non rimane che anidride carbonica, e l'acqua che evapora dalla superficie, rendendo il materiale autopulente.

Nei primi test del materiale, le nanoparticelle di biossido di titanio sono state in grado di abbattere tutti gli oli contenuti in un'impronta digitale entro 90 minuti. Il rivestimento è in grado di abbattere la maggior parte degli idrocarburi standard che intasano la maggior parte dei rivestimenti antiriflesso porosi.

La ricerca innovativa è la prima volta che queste nanoparticelle sono state effettivamente incorporate in rivestimenti antiriflesso, aumentando la possibilità di antiriflesso, vetro o plastica autopulenti.

Il rivestimento aderisce al substrato attraverso la chimica sol-gel, risultando in un legame durevole e un rivestimento che non si sfalda.

Sebbene il materiale sia attualmente adatto solo per applicazioni esterne in quanto richiede la luce ultravioletta per la fotocatalisi, il team sta pianificando ulteriori test per vedere se il materiale potrebbe essere adattato in futuro alla luce per interni, che aprirebbe una vasta gamma di potenziali applicazioni.

Il team sta attualmente esaminando applicazioni nella costruzione di vetro e celle solari, poiché gran parte della luce solare che le celle solari devono catturare e convertire in energia rimbalza semplicemente sulla superficie, e gli attuali rivestimenti antiriflesso si intasano facilmente con lo sporco. "Quando si genera energia da celle solari, devi lottare per ogni percentuale di guadagno in efficienza, " ha affermato il professor Steiner. "Il rivestimento che abbiamo sviluppato combina due interessanti principi scientifici, e potrebbe aumentare la quantità di luce che entra nelle celle solari".