Розробники з Техаського університету в Остіні створили нові наноструктури на основі сапфіру, невразливі до пилу, відблисків та запотівання, залишаючись при цьому міцними.

Створені на основі цього наноматеріалу поверхні можуть використовуватись для виробництва екранів смартфонів, скла для окулярів та лобового скла для автомобілів. Розробники застосували передові технології із метою надати сапфіру надзвичайні можливості. Висока твердість цього дорогоцінного каменю робить його майже невразливим до подряпин.

«Сапфір є високоцінним матеріалом завдяки своїй твердості та багатьом іншим корисним властивостям. Але ті самі властивості також ускладнюють виробництво в малих масштабах», - пояснює професор кафедри машинобудування ім. Волкера та провідний дослідник проекту Чі-Хао Чанг.

Чанг разом з іншими науковцями з власної команди прагнуть полегшити проблему використання матеріалів на основі сапфіру за допомогою нових наноструктур. Їхні розробки включають надання унікальних властивостей цьому матеріалу без втрати ним жорсткості та твердості. Разом з тим дослідники визнають, що розроблені ними наноматеріали хоч і не настільки стійкі до подряпин, як традиційний сапфір, їх скоріше можна прирівняти у цьому відношенні до вольфраму, або скла, однак вони здатні запобігти утворенню водяного конденсату, пилу та відблисків за рахунок самоочищення.

Конічний профіль наноструктур був натхнений оком метелика. Він покращує проходження світла та зменшує відблиски. Висока поверхнева енергія та відповідне співвідношення сторін наноструктур створюють гідрофільну поверхню, яка запобігає запотіванню. Ці структури також можна обробити таким чином, щоб краплі води скочувалися з поверхні, майже не залишаючи слідів.

Технологія може бути використана у смартфонах, що дозволить значно полегшити керування екраном у режимі читання в умовах складного освітлення. З цього матеріалу також можуть бути створені лінзи та скло для вікон, які не запотівають, камери, що не відблискують, міцні лобові стекла для автомобілів.

Окрім цього ці наноструктури можуть бути використані у космічних апаратах і обладнанні, які вразливі до іншопланетного пилу під час посадки.

«Наші самоочищувані сапфірові поверхні можуть підтримувати 98,7% вільних від пилу площ, використовуючи лише силу тяжіння. Це значне вдосконалення у порівнянні з існуючими технологіями запобігання пилу, і це особливо корисно для застосування в космосі, де вода недоступна для очищення», - пояснює студент Ендрю Тунелл, який займався проведенням експериментів з адгезією пилу.

У подальшому розробники мають плани щодо реального застосування власної технології та удосконалення її кількома способами. Вони розширюють виробництво, щоб застосувати ці наноструктури до більших зразків, покращуючи механічні та хімічні властивості.