Los revestimientos antirreflectantes AR en plásticos tienen una multitud de aplicaciones prácticas, incluida la reducción del deslumbramiento en anteojos, monitores de computadora y la pantalla de su teléfono inteligente cuando está al aire libre. Ahora, los investigadores de Penn State han desarrollado un revestimiento AR que mejora los existentesrecubrimientos en la medida en que puede hacer que los plásticos transparentes, como el plexiglás, sean prácticamente invisibles.
"Este descubrimiento se produjo cuando estábamos tratando de fabricar paneles solares de mayor eficiencia", dijo Chris Giebink, profesor asociado de ingeniería eléctrica, Penn State. "Nuestro enfoque consistía en concentrar la luz en pequeñas células solares de alta eficiencia utilizando lentes de plástico"., y necesitábamos minimizar su pérdida de reflexión "
Necesitaban un recubrimiento antirreflectante que funcionara bien en todo el espectro solar y en múltiples ángulos a medida que el sol cruzaba el cielo. También necesitaban un recubrimiento que pudiera resistir el clima durante largos períodos de tiempo al aire libre.
"Nos hubiera gustado encontrar una solución estándar, pero no había una que cumpliera con nuestros requisitos de rendimiento", dijo. "Entonces, comenzamos a buscar nuestra propia solución".
Eso fue una tarea difícil. Aunque es relativamente fácil hacer un recubrimiento que elimine la reflexión en una longitud de onda particular o en una dirección particular, no existía uno que pudiera cumplir con todos sus criterios. Por ejemplo, los recubrimientos AR de anteojos están dirigidosa la estrecha porción visible del espectro. Pero el espectro solar es aproximadamente cinco veces más amplio que el espectro visible, por lo que dicho recubrimiento no funcionaría bien para un sistema de células solares concentradoras.
Las reflexiones ocurren cuando la luz viaja desde un medio, como el aire, a un segundo medio, en este caso plástico. Si la diferencia en su índice de refracción, que especifica qué tan rápido viaja la luz en un material en particular, es grande, el aire tieneun índice de refracción de 1 y plástico 1.5, entonces habrá mucha reflexión. El índice más bajo para un material de recubrimiento natural como el fluoruro de magnesio o el teflón es aproximadamente 1.3. El índice de refracción se puede clasificar, variar lentamente, entre1.3 y 1.5 mezclando diferentes materiales, pero la brecha entre 1.3 y 1 permanece.
En un artículo publicado recientemente en línea antes de la impresión en la revista Nano letras , Giebink y sus coautores describen un nuevo proceso para cerrar la brecha entre el teflón y el aire. Usaron una molécula de sacrificio para crear poros a nanoescala en el teflón evaporado, creando así una película de índice de teflón de aire graduado que engaña a la luz para ver una transición suave desde1 a 1.5, eliminando esencialmente todos los reflejos.
"Lo interesante del teflón, que es un polímero, es que cuando lo calienta en un crisol, las grandes cadenas de polímero se cortan en fragmentos más pequeños que son lo suficientemente pequeños como para volatilizarse y enviar un flujo de vapor. Cuando estos aterrizan en unsustrato pueden repolimerizar y formar teflón ", dijo Giebink.
Cuando las moléculas de sacrificio se agregan al flujo, el teflón se reformará alrededor de las moléculas. Disolver las moléculas de sacrificio deja una película nanoporosa que puede clasificarse agregando más poros.
"Hemos estado interactuando con varias compañías que están buscando recubrimientos antirreflejos mejorados para plástico, y algunas de las aplicaciones han sido sorprendentes", dijo. "Van desde eliminar el resplandor de las cúpulas de plástico que protegen las cámaras de seguridadpara eliminar los reflejos parásitos dentro de los auriculares de realidad virtual / aumentada "
Una aplicación inesperada es en vehículos aéreos no tripulados de gran altitud, o vehículos aéreos no tripulados. Estos son aviones con alas gigantes que están recubiertas con células solares. Utilizados principalmente para el reconocimiento, estos aviones dependen de la luz solar para permanecer en un vuelo casi perpetuo y por lo tantola luz que reciben está en un ángulo de mira donde los reflejos son más altos. Una de las compañías que fabrica estas células solares está explorando el revestimiento AR para ver si puede mejorar la cantidad de luz cosechada por un UAV.
Debido a que la tecnología es compatible con las técnicas de fabricación actuales, Giebink cree que la tecnología de recubrimiento es escalable y ampliamente aplicable. En este punto, sus muestras de prueba han resistido el clima del centro de Pensilvania durante dos años, con pocos cambios en las propiedades. Además,el recubrimiento también es antiempañante.
"El revestimiento se adhiere bien a los diferentes tipos de plásticos, pero no al vidrio", dijo. "Por lo tanto, no va a ser útil para su típico panel solar en la azotea con una cubierta protectora de vidrio. Pero si la concentración fotovoltaica regresa,una parte crítica de esas son las lentes de Fresnel de plástico, y podríamos hacer una diferencia allí "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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