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上海光機(jī)所等在光學(xué)元件表面防污處理方面獲進(jìn)展
2023年11月23日 14:45:34
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：7442
近期,，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部吳衛(wèi)平團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)合作,，在超薄納米光學(xué)元件表面防污處理方面取得進(jìn)展。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】光學(xué)儀器是指能夠產(chǎn)生光波并顯示圖像,，或接收光波并分析,、確定其若光性質(zhì)的一類儀器。在儀器儀表行業(yè)中,，光學(xué)儀器是重要組成類別,，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、資源勘探,、空間探索,、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、國(guó)防建設(shè)以及社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域不可缺少的觀察,、測(cè)試,、分析、控制,、記錄和傳遞的工具,。特別是現(xiàn)代光學(xué)儀器的功能已成為人腦神經(jīng)功能的延伸和拓展。
光學(xué)儀器是由單個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件組合構(gòu)成,，如光學(xué)鏡頭,、窗口、光伏面板等,。此外,，光學(xué)元件還可應(yīng)用在微電子、航空航天,、能源和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域,，是重要的儀器組成部分。而在實(shí)際服役環(huán)境中,，光學(xué)元件極易遭受外界污染,，降低窗口光學(xué)透過率，影響光學(xué)信號(hào)靈敏度,、成像質(zhì)量和可靠性,。通過形成抗環(huán)境污染物且具有優(yōu)良耐久性的防護(hù)層，對(duì)光學(xué)元件表面作防護(hù)處理，可使光學(xué)元件表面長(zhǎng)期耐受外界污染,。然而,，不同的光學(xué)窗口需要在不同波段均保持高透過率。因此,，表面防護(hù)層在達(dá)到防護(hù)效果的同時(shí),，需要保證光學(xué)元件本身的光學(xué)性能不受損失。
近期,，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部吳衛(wèi)平團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)合作,，在超薄納米光學(xué)元件表面防污處理方面取得進(jìn)展,。該團(tuán)隊(duì)提出了通過將柔性瓶刷形有機(jī)硅聚合物單分子層原位接枝于光學(xué)基底表面,，得到具有耐污效果的新型“類液體”超滑薄膜。該透明超滑抗污薄膜在可見光區(qū)域透過率無顯著下降,，在紅外區(qū)域透過率僅下降3%,，是疏水表面領(lǐng)域全光譜內(nèi)少有的高透過率方案。
該工作設(shè)計(jì)了一種全新的類液體超滑薄膜,。研究通過簡(jiǎn)單的兩步法,，即在基材表面的原位水解縮聚和隨后進(jìn)行的硅氫化反應(yīng)，于基材表面逐步構(gòu)筑了“以有機(jī)硅為主鏈和側(cè)鏈”的柔性瓶刷型分子結(jié)構(gòu),。不同于傳統(tǒng)的特殊潤(rùn)濕性表面(超疏水,、超疏油等)，超滑薄膜無需制備表面微納結(jié)構(gòu)且厚度在5 nm以內(nèi),，因此對(duì)基材本身的光學(xué)性能幾乎沒有影響,。此外，類液體超滑薄膜具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)滑液性能,，如液體在表面的接觸角遲滯極低,、分子接枝面密度更高、接觸角遲滯低至9.4°,、超高寬光譜透明度,。該工作通過油滴、結(jié)冰,、灰塵,、耐磨等測(cè)試，驗(yàn)證了該表面在光學(xué)元件實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的有效性和耐久性,，頗具應(yīng)用前景,。
相關(guān)研究成果以A fluffy all-siloxane bottlebrush architecture for liquid-like slippery surfaces為題，發(fā)表在《材料化學(xué)雜志A》(Journal of Materials Chemistry A)上,。
參考來源： 上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
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