增透膜如何让塑料“消失”？

塑料上的增透膜具有多种实际使用，比方减少户外环境下的眼镜、计算机和智能手机上屏幕的眩光。

现在，宾夕法尼亚州立大学的研讨职员已研发出一种增强版的增透膜，它能够使通明塑料(如树脂玻璃)在视觉上几乎不可见。

宾夕法尼亚州立大学电气工程副传授Chris Giebink表现：“这一发明是我们在制造更高效率的太阳能电池板时研发出来的。我们的方法是行使塑料透镜将光芒聚焦到小型的高效太阳能电池上，因此想要最大水平地减少其反射损失。”

他们想要一种能够或许合用于在整个太阳光谱和多角度映照的增透膜，还想要一种能够或许长工夫担当户外天气磨练的增透膜。

“我们正本盼望能够或许找到一种现成的办理方案，然则没有一种方案能满足我们的机能要求，”他说。 “所以，我们就最先研发本身的办理方案。”

这是一个辣手的成绩。固然制造能够或许消弭特定波长或特定方向反射光的增透膜相对轻易，然则相符一切尺度的增透膜却没有。

比方，眼镜增透膜是针对光谱的窄谱可见光谱发挥作用。然则太阳光谱的宽度约为可见光谱的五倍，因此这种涂层其实不合用聚光太阳能电池系统。

当光从一种介质(比方氛围)传达到第二种介质(这里指塑料)时会发生反射。若是两种的折射率(指光在特定质料中的传达速度)差异很大，比方氛围折射率为1，塑料折射率为1.5，则会发生良多光反射。

自然涂料如氟化镁或特氟隆(Teflon)的折射率最低指数约为1.3。经过混淆不同的质料，折射率能够在1.3和1.5之间举行迟钝突变，然则就是折射率突变到1.3，它和氛围折射率1之间的差异仍然存在。

最近在纳米快报杂志线上发表的一篇论文中，Giebink和他的研讨同伴先容了一种消弭特氟隆与氛围之间折射率差距的新技能。

他们行使捐躯份子(sacrificial molecul)在蒸发的特氟隆中制造纳米级孔隙，进而打造出具有突变折射率的Teflon — 氛围薄膜，从视觉上“利用”光芒，让光芒“看到”折射率从1到1.5的平滑改变，从而基础上消弭了一切的反射。

“风趣的是，当你用坩锅加热特氟隆这种聚合物时，大聚合物链会盘据为成较小片状，这些碎片小到能够挥发并发出蒸汽通量。当它们落在基板上时又会再次聚合构成特氟隆。”Giebink说。

当加入捐躯份子时，特氟隆将盘绕这些份子再次成形。将捐躯份子消融出来之后，就留下了能够经过添加更多孔隙来实现突变的纳米多孔膜。

“我们一向在与一些寻求改进塑料增透膜的企业举行相同，个中一些使用使人意想不到，”他说。 “从消弭摄像头塑料珍爱圆顶眩光，到消弭虚拟/增强理想耳机内的杂散反射，都能够或许用到这种增透膜。”

还有一个更意想不到的使用是在高空无人机或无人驾驶遨游飞翔器中。这些遨游飞翔器带有庞大的翼展，翼展上面覆有太阳能电池涂层。这些次要用于伺探的遨游飞翔器依托阳光来连结不中断遨游飞翔，因此它们吸收的大量光芒处于反射最高的掠射角度。

制造这些太阳能电池的个中一家公司正在研讨这款增透膜，看它能否能够或许进步无人机吸收到得光量。

因为该技能与当前的制造技能兼容，Giebink以为涂层技能具有可扩大性及遍及的使用潜力。现在为止，测试样本曾经在宾夕法尼亚州中部耐受了两年的天气磨练，而机能几乎没有任何改变。别的，增透膜也具有防雾功效。

“涂层能够很好地粘附在不同品种的塑料上，但不能粘附在玻璃上，”他表现。 “因此，它其实不合用于带有玻璃珍爱罩的特定太阳能屋顶。

但若是聚光光伏电池还会再东山再起，这类电池的个中一个关键部件就是菲涅尔(Fresnel)塑料透镜，到时我们的增透膜就能够在那边发挥作用。”