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防蛀結構:終極抗反射技術

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不放過一絲月光的蛾眼的秘密

飛蛾是一種夜間昆蟲,在進化過程中獲得了一種特殊的眼睛結構,以便即使在黑暗的夜晚也能自由飛行,找到能夠提供蜂蜜和樹液作為食物的植物,同時保護自己免受天敵的侵害。這是一種名為“Moth-eye”的結構。蛾復眼的表面以一定的間隔排列著許多納米級的微小突起,其結構使進入的微小光線幾乎不被反射。

飛蛾眼睛的表面結構

形成莫氏眼結構的突起以小於可見光波長的大小規則排列。大氣中光的反射是由於空氣與光照射物質的折射率不同,但是飛蛾眼睛中排列的突起是彎曲的紡錘形,並且根據其形狀,來自不同角度的入射光可以在不斷改變折射率的同時進入眼睛,因此飛蛾的眼睛幾乎不反射光。

反射低減の原理/光の透過イメージ

迪睿合獨創的飛蛾眼型增反射膜的製造方法

迪睿合的飛蛾眼型防反射膜通過在薄膜上形成小於可見光波長(380 至 780 nm)的樹脂凸塊,幾乎與飛蛾眼的反射阻擋能力相匹配。

為了形成莫斯眼結構,通常使用稱為“陽極氧化法”的方法,該方法通過對鋁板進行化學處理來自然形成多孔結構。然而,該方法的缺點是難以自由形成突起的形狀和大小。

相比之下,Dexerials 的飛蛾眼結構的創建方法採用了與藍光光碟和半導體相同的技術。在這種方法中,構成飛蛾眼結構基礎的孔(坑)最初使用鐳射光刻技術在軋制的主盤上創建。隨後,使用一種稱為納米印記的方法將形成的凹坑轉移到薄膜上。鐳射束的照射角度和位置由計算機精確控制,從而能夠控制微觀結構圖案。

Tech Times 的文章「如何實現透明度如此之高、幾乎察覺不到的防反射- 形成微結構的新技術-」詳細介紹了迪睿合開發的獨特製造工藝。

RolltoRoll方式の微細構造転写装置の概念図

透明,看起來像“什麽都沒有”

下圖說明瞭飛蛾眼(微結構轉移)增透膜(綠線)和傳統製造方法(使用濺射的干法製造方法 = 紫線,使用溶劑塗層的濕法製造方法和乾燥 = 橙線)的反射率。除蛾眼型以外的防反射膜通過重疊具有不同折射率的薄膜來降低反射率,從而導致光波相互干擾。相比之下,蛾眼型膠片的反射率在大多數波長範圍內較低。因此,飛蛾眼型減反射膜的一個顯著優點是反射率不隨波長變化,並且可以在整個可見光範圍內實現抗反射。

製法の異なる反射防止フィルムの反射特性

以下是顯示PET薄膜和具有莫斯眼結構的薄膜的總透光率和反射率的圖表。PET的透過率為89%,而具有莫氏眼結構的薄膜為99%,PET的反射率約為10%,而具有莫氏眼結構的薄膜僅為0~1%。目前,醫院和食品工廠使用的面罩和眼罩大多基於PET,但通過將它們替換為具有莫斯眼結構的薄膜,可以大大提高透明度並防止由於反射導衹的可視性降低。

具有莫斯眼結構的薄膜的光學特性

下面的圖片展示了防蛀膜在防止反光方面的功效。由於左側看起來有點發白,人們可能會認為是在左側塗上了薄膜。然而,如橫截圖所示,防蛀眼膜是貼在右半玻璃的正面和背面。

在相框的玻璃兩側粘貼莫斯眼型膠片的示例

“不模糊”提高了實用性

迪睿合的飛蛾眼型防反射膜的另一個顯著特點是其防霧性。醫用防護罩需要清晰的視野和最小的霧氣,以避免影響診斷和治療。當呼出空氣中的水蒸氣粘附在防護罩表面並凝結成小水滴時,就會在醫用防護罩上起霧。迪睿合的薄膜由高親水性樹脂形成微觀結構,通過瞬間將粘附的水蒸氣液滴擴散到表面來防止冷凝。

請註意莫氏眼膜表面的劃痕

如前所述,迪睿合的飛蛾眼型防反射膜可防止眩光,並提供高透明度。但是,重要的是要注意一些事情。首先,它往往相對容易變臟。由於其極高的透明度,飛蛾眼型薄膜表面的指紋和其他污跡變得很明顯,這在普通薄膜中不會有問題。此外,由於其納米級微觀結構,如果皮脂等物質與薄膜接觸,去除污垢將具有挑戰性。

但是,用含有水和洗滌劑的佈或棉棒擦拭幾次的話,那樣的汙垢也可以幹淨地去除。此外,如果用鋼刷等硬物摩擦表面,則會刮掉細小的不規則性,破壞寶貴的莫斯眼結構,無法展示性能。使用時,需要註意不要施加會劃傷表面的強力。

近年來,飛蛾眼型增透膜已應用於各種應用,包括醫療防護罩、藝術展品以及電視和相機鏡頭等電子產品。迪睿合將繼續探索這種以自然為靈感的技術的更多可能性,以滿足客戶的多樣化需求。

我們將探索該產品的進一步發展可能性,該產品是在自然界創造的生物的暗示下開發的。

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