美开发出自洁不反光纳米结构玻璃

  据物理学家组织网4月27日(北京时间)报道，玻璃最能被辨认的特点之一是能够反射光线，而美国麻省理工学院研究人员在玻璃表面创建出一种纳米结构，使其几乎消除了反射。由于它没有眩光，而且表面的水滴能如小橡胶球一样反弹，令人几乎无法辨认出这是玻璃。该研究结果刊登于美国化学会的《ACS纳米》杂志上。 

    该玻璃的表面结构为高1000纳米、基底宽200纳米的纳米锥阵列。研究人员采用了适于半导体的涂料和蚀刻技术的新式制造方法，先在玻璃表面涂上几个薄膜层，其中包括光阻层，然后连续蚀刻产生圆锥形状。由于生产过程简单，无需特定方法便可在玻璃或透明聚合物薄膜表面形成这种结构，只增加了极小的制造成本，该团队已经对这一生产过程申请了专利。 

    研究人员说，研发的灵感来自于大自然中荷叶表面构造、沙漠甲虫甲壳以及蛾的眼睛，这种新型玻璃集多种功能于一身，可自洁、防雾和防反光。虽然通过显微镜观察，玻璃表面的纳米尖锥阵列显得很脆弱，但计算表明，它们应该可以抵抗大范围的力量，包括强暴雨雨滴的敲打和直接用手指戳。研究人员希望通过廉价的制造工艺，将其应用于光学器件、智能手机和电视屏、太阳能电池板、汽车挡风玻璃，甚至建筑物的窗户屏幕。 

    研究人员解释说，虽然经过疏水性涂层处理，但太阳能光伏板表面仍容易积聚灰尘和污垢，6个月后效率损失可达40%，如果采用这种玻璃制造电池板，可更有效地防水，并更长久地保持面板的清洁。此外，疏水涂层不能防止反射损失，而新材料却有这个优势，由于更多的光线能透射过其表面而不被反射掉，电池板的效率将会更高。 

    这种新型玻璃还可应用于光学器件，比如显微镜和照相机，在潮湿的环境中工作时可具有抗反射和抗雾能力。在触摸屏设备方面，这种玻璃不仅可消除反射，还可抵挡汗渍沾污。研究人员说，如果以后其成本降到足够低，便可大规模用作车的挡风玻璃，可自清洁窗户的外表面污垢和砂砾、消除眩光、增强能见度，并防止内表面雾化。 

    英国牛津大学格林坦普尔顿学院高级访问研究员安德鲁·帕克评价说：“据我所知，这是第一次从自然界中常见动物和植物的多功能表面学习高效制造来优化抗反射和抗雾设备。未来这种‘师法自然’的方式很可能会构造一个更加绿色的工程学。” 

    总编辑圈点： 

    师法自然、向生物界索取蓝图，即仿生学，已成为当今重要的技术发展道路。生物体经过千百万年优胜劣汰、物竞天择的进化，具有的功能比任何人工机械都优越得多。很多科技难题，在生物界早就出现过，并在进化过程中得到了完美解决。这项成果只是仿生学在工程学和材料学层面应用的案例，如果将基因科学与仿生学结合起来，把生物体看作具有特殊能力的机器，让机器成为不能繁衍的生物体，世界会是什么样呢？这样的时代正在来临。