پژوهشگران ژاپنی سعی دارند با الهام از ساختار زیستی چشمان حشرات، روشی برای ساخت پوشش‌های آنتی‌رفلکس ارائه دهند.
به گزارش ایسنا و به نقل از نانومگزین، بسیاری از مشکلات انسانی وجود دارند که دانشمندان و مهندسان، آنها را با کمک ایده‌های بیومکانیک حل کرده‌اند؛ در نتیجه عجیب نیست که بشنویم بسیاری از پیشرفت‌های قابل توجه در ابداع پوشش‌های آنتی‌رفلکس، با الهام از ساختار زیستی چشمان “بید” یا “شاپرک” (Moth) صورت گرفته‌اند.
از آنجا که بیدها، در شب ظاهر می‌شوند و تمایل دارند از دید شکارچیان پنهان بمانند، تکامل یافته‌اند تا چشمانی بدون انعکاس داشته باشند. چشمان آنها یک ساختار تناوبی نانومتریک دارد که به درجه‌بندی سطح چشم می‌انجامد. این موضوع موجب می‌شود که بیشتر نورهای تصادفی در سطح منحرف شوند و از روی چشم انعکاس پیدا نکنند. این ساختار نانومقیاس آنقدر موثر است که پژوهشگران با استفاده از مواد دیگر از آن تقلید کنند و پوشش‌های آنتی‌رفلکس با درجات گوناگونی از موفقیت ارائه دهند.
به رغم پیشرفت‌های اخیر در حوزه علم نانو که امکان تطابق این ایده را با کاربردهای گوناگون فراهم می‌کند، هنوز موانعی از جمله مقیاس‌پذیری و هزینه ساخت وجود دارند که باید بر آنها غلبه شود. پژوهشگران “دانشگاه علوم توکیو”(TUS)، روی راهبرد جدیدی کار می‌کنند تا بتوانند نانوساختارها و لایه‌های شفافی را با الهام از چشم بید ارائه دهند. آنها در این پژوهش جدید، روش امیدوارکننده‌ای را برای این لایه‌ها در مقیاس‌های بزرگ ارائه دادند.
پژوهشگران در این پروژه، از کربن شیشه‌ای استفاده کردند. پروفسور “جان تانیگوچی”(Jun Taniguchi)، از پژوهشگران این پروژه گفت: تولید بسترهای کربن شیشه‌ای، به فرآیند “متالورژی پودر” (Powder Metallurgy) نیاز دارد که طی آن، مواد ریز با هم مخلوط می‌گردند، به شکل مورد نظر پرس می‌شوند و سپس در یک محیط کنترل‌شده حرارت می‌بینند تا اتصال بین ذرات و خواص مورد نظر ایجاد شود.
استفاده از این فرآیند در یک حوزه گسترده، دشوار است. ما برای برطرف کردن این محدودیت، سعی کردیم فقط از یک لایه نازک کربن شیشه‌ای استفاده کنیم که روی یک لایه بزرگ از شیشه معمولی قرار گرفته است.
پژوهشگران برای عملی کردن این راهبرد، از روش “طیف‌سنجی پلاسمای جفت‌شده القایی”(ICP) استفاده کردند که برای کار با ساختارهای بزرگ مقیاس، مناسب‌تر است. آنها پس از آزمایش پارامترهای متفاوت طیف‌سنجی پلاسمای جفت‌شده القایی، دریافتند که فرآیند دو مرحله‌ای به کارگیری این روش، بهترین راه برای به دست آوردن نانوساختارهای باکیفیت است.
“هیرویوکی سوگاوارا”(Hiroyuki Sugawara)، از پژوهشگران این پروژه گفت: اگر بتوان این لایه‌های آنتی‌رفلکس را در مقیاس متر تولید کرد، کاربردهای احتمالی بسیاری خواهند داشت. ما می‌توانیم از این لایه‌ها برای بهبود دید در نمایشگرهای مسطح استفاده کنیم. همچنین شاید پوشش‌های آنتی‌رفلکس، روش کارآمدی برای بهبود عملکرد پنل‌های خورشیدی باشند.
این پژوهش، در مجله “Micro and Nano Engineering” به چاپ رسید.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
