Наночастицы помогают в создании светоотражающих покрытий

03.11.2017, 10:28 Наука

Ученые Университета Пенсильвании нашли способ создания синтетических микросфер с наноразмерными отверстиями, споосбных поглощать свет со всех сторон в широком диапазоне частот, что делает их кандидатами в большом спектре применений. Синтетические сферы также объясняют, как насекомое листового бункера использует похожие частицы, чтобы скрыть от хищников в своей среде.

«Мы знали, что наши синтетические частицы могут быть интересными оптически из-за их структуры», говорит ведущий исследователь Так-Синг Вонг. Размеры ямок на поверхности синтетических микросфер очень близки к длине волны света и могут захватывать до 99 процентов света, от ультрафиолетового до видимого и в ближнем инфракрасном диапазоне. Поверхность частиц действует как метаматериал, используемый в клоакерских устройствах. Синтетические микросферы получают с помощью сложного пятистадийного процесса с использованием электрохимического осаждения. Тем не менее, технологию можно увеличить и применить для изготовления синтетических брохосомов для использования в различных материалах, таких как золото, серебро, оксид марганца или даже проводящий полимер.

«У разных материалов будут свои приложения», — сказал Вонг. «Например, оксид марганца является очень популярным материалом, используемым в суперконденсаторах и батареях. Из-за его большой площади поверхности эта частица может создать хороший аккумуляторный электрод и обеспечить более высокую скорость химической реакции».

В качестве антиотражающего покрытия этот материал может иметь применения в датчиках и камерах, где захват нежелательного отражения света может увеличить отношение сигнал/шум. Это также может быть особенно полезно в телескопах. В солнечных элементах такое покрытие из синтетических брохосом может увеличивать захват света нескольких длин волн под любым углом из-за трехмерной формы шаров, что делает ненужным устройства для отслеживания положения Солнца.

«Эта статья — более фундаментальное исследование», — сказал Вонг. «В будущем, мы попытаемся расширить структуру до больших длин волн».