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Verre sans éblouissement
Fatigué de voir vos lunettes s'embuer lorsque vous vous aventurez hors d'un bâtiment climatisé par une chaude journée ? Les chercheurs du MIT pensent avoir trouvé la solution : un moyen d'éliminer la plupart de la buée, des reflets et même de la saleté des surfaces vitreuses.
Le nouveau verre multifonctionnel a une surface nanotexturée comportant un ensemble de minuscules bosses coniques qui l'aident à résister à la saleté, à la buée, à l'éblouissement et aux gouttelettes d'eau, selon les chercheurs.
En fin de compte, ils espèrent qu'il pourra être fabriqué à l'aide d'un processus de fabrication peu coûteux qui pourrait être appliqué non seulement aux lunettes et autres dispositifs optiques, tels que les microscopes et les caméras, mais aussi aux panneaux solaires, aux pare-brise de voiture, aux écrans de smartphones et de télévisions, et même fenêtres dans les bâtiments.
La technologie, issue de recherches menées par les étudiants diplômés Kyoo-Chul Park et Hyungryul Choi sous la direction des professeurs de génie mécanique George Barbastathis et Gareth McKinley et du professeur de génie chimique Robert Cohen, a été décrite plus tôt cette année dans ACS Nano .
Les panneaux photovoltaïques peuvent perdre une grande partie de leur efficacité à mesure que la poussière et la saleté s'accumulent sur leurs surfaces. Mais une couche de verre autonettoyant pourrait aider à prévenir ce problème, dit Park. La qualité antireflet du verre augmenterait encore l'efficacité des panneaux.
La clé est un motif de surface composé de cônes à l'échelle nanométrique, cinq fois plus hauts que larges, recouverts d'une substance hydrophobe. La taille et l'espacement des cônes aident à faire rebondir les gouttelettes d'eau, et les surfaces presque verticales transmettent la lumière au lieu de la refléter. Ces fonctionnalités sont réalisées à l'aide d'une nouvelle méthode en instance de brevet, avec des techniques adaptées de l'industrie des semi-conducteurs.
Les chercheurs commencent par recouvrir le verre de plusieurs couches minces, dont une couche de résine photosensible (un matériau qui peut être gravé par une solution chimique mais résiste à la gravure partout où il n'a pas été exposé à la lumière). Le verre revêtu est ensuite illuminé selon un motif de grille, permettant à la couche de résine photosensible d'être gravée, laissant des piliers circulaires dans les espaces entre les lignes de grille. Les gravures successives érodent progressivement ces piliers en formes coniques.
En fin de compte, des films de verre ou de polymère transparent pourraient être fabriqués avec de telles caractéristiques de surface simplement en les faisant passer à travers une paire de rouleaux texturés alors qu'ils sont encore partiellement fondus ; le processus ajouterait peu au coût de fabrication, dit l'équipe.
Les chercheurs se sont inspirés de la nature, où les surfaces texturées allant des feuilles de lotus aux carapaces des scarabées du désert remplissent souvent de multiples fonctions. Bien que les réseaux de cônes pointus semblent fragiles lorsqu'ils sont vus au microscope, les chercheurs disent qu'ils devraient être résistants à un large éventail de forces, de l'impact de gouttes de pluie lors d'une forte averse aux coups directs avec le doigt. Des tests supplémentaires seront cependant nécessaires pour démontrer la résistance des surfaces dans le temps dans les applications pratiques.