As nanoestruturas de tremendous safira resistem a arranhões, brilho, neblina e poeira

Uma tela de telefone você não pode arranhar, não importa quantas vezes você o solte; óculos que evitam o brilho; Um para -brisa que não fica empoeirado. Todas essas são possibilidades graças a uma nova maneira de produzir safira.

Pesquisadores da Universidade do Texas em Austin descobriram técnicas para conceder superpotências a safiraum materials que a maioria de nós considera apenas uma bela jóia. Mas a Sapphire é vista como um materials crítico em muitas áreas diferentes, da defesa aos eletrônicos de consumo às janelas de próxima geração, porque é quase impossível arranhar.

“A safira é um materials de alto valor por causa de sua dureza e muitas outras propriedades favoráveis”, disse Chih-Hao Chang, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica de Walker e líder da nova pesquisa. “Mas as mesmas propriedades que o tornam atraente também dificultam a fabricação em pequenas escalas”.

Chang e sua equipe esperam facilitar esse desafio com novas nanoestruturas baseadas em safira, como documentado em Horizontes de materiais. As nanoestruturas mostram a proporção mais alta ainda para este materials, que permite suas superpotências sem perder completamente sua rigidez e dureza.

Embora não seja tão resistente a arranhões quanto a safira tradicional a granel-as nanoestruturas são comparáveis ​​ao tungstênio ou ao vidro tradicional dessa maneira-essas novas nanoestruturas de safira repelem o nevoeiro, a poeira e o brilho com capacidades autolimpantes.

“Isso é muito emocionante, pois as nanoestruturas são tradicionalmente vistas como frágeis, mas fazê-las em safira pode resolver esse problema”, disse Kun-Chieh Chien, um doutorado recente. Graduado no laboratório de Chang e um dos autores principais.

Inspirado no olho da mariposa, o perfil cônico das nanoestruturas de safira aumenta a transmissão da luz e reduz o brilho. A alta energia superficial e a proporção das nanoestruturas criam uma superfície tremendous -hidrofílica para evitar a névoa. As estruturas também podem ser tratadas como uma superfície tremendous -hidrofóbica para permitir Gotas de água Para rolar da superfície, imitando o efeito da folha de lótus.

“Nossas nanoestruturas de safira não são apenas multifuncionais, mas também mecanicamente robustas, tornando -as ideais para aplicações onde a durabilidade e o desempenho são críticos”, disse Mehmet Kepenekci, um estudante de graduação no laboratório de Chang e um dos autores principais.

Essa tecnologia tem uma ampla variedade de benefícios. Para os consumidores, isso pode levar a smartphones que são mais fáceis de ler em condições desafiadoras de iluminação, lentes e janelas que não nutram, câmeras que não são propensas a olhar e pára -brisas resistentes que não ficam empoeirados.

Ao embarcarmos na próxima geração de viagens espaciais, as propriedades anti-poeira podem garantir que o equipamento crítico de missão não fique coberto de poeira durante as missões de aterrissagem em outros planetas, por exemplo. Isso pode levar à criação de sensores infravermelhos mais fortes e janelas de proteção em aplicativos de defesa.

“Nossas superfícies de safira autolimpantes podem manter uma área livre de 98,7% usando a gravidade”, disse Andrew Tunell, o aluno que conduziu os experimentos de adesão à poeira. “Esta é uma melhoria significativa em relação às tecnologias existentes de mitigação de poeira e é particularmente benéfica para aplicações no espaço, onde a água não está prontamente disponível para limpeza”.

Os pesquisadores pretendem dar vida a essa tecnologia e estão procurando melhorá -la de várias maneiras. Eles estão ampliando a fabricação para aplicar essas nanoestruturas em amostras maiores, melhorando mecânicas e propriedades químicas para aprimorar suas habilidades e explorar ainda mais aplicativos do mundo actual.