《光學聚合物抗反射自清潔仿生膜的構築與性能研究》是依託揚州大學，由周傳強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光學聚合物抗反射自清潔仿生膜的構築與性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周傳強
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當前，光學器件在使用過程中存在著因表面反射造成光能利用效率較低與粉塵附著導致清潔維護困難的技術問題。仿生學的最新研究表明:昆蟲複眼角膜上的納米突起陣列結構能夠同時賦予其寬光譜廣角度抗反射與疏水自清潔雙重功能。受此啟發，本項目創造性地提出了通過模擬生物體表層納米結構，在普通光學透明聚合物薄膜表面製造出具有抗反射自清潔兩種仿生性能的納米漸變突起陣列的構想；該仿生膜未來可用作柔性光學器件的封裝材料，以提高其光能利用效率、降低清潔維護成本。本項目擬利用自主研發的氧化鋁漸變孔陣列模板通過納米印製技術製造表面具有納米漸變突起陣列的聚合物膜，使其同時實現寬譜廣角減反與自清潔雙重功能；重點研究分子鏈化學成分與陣列中納米突起結構參數對聚合物仿生膜減反增透與疏水自清潔性能的調控規律；計畫研發一種可大面積低成本快速製備這種聚合物仿生膜的納米印製新技術。
結題摘要
“光學聚合物抗反射自清潔仿生膜的構築與性能研究”課題靈感來源於自然界中納米乳突陣列結構（如蚊子複眼）對可見光具有優良的減少反射增加透射、超疏水或超親水自清潔雙重功能。本項目旨在藉助納米壓印技術以多孔氧化鋁為模板實現在光學聚合物膜表面構建出仿蚊眼的納米乳突陣列結構，以期具備減反增透與自清潔性能。因此，該課題的主要研究內容包括氧化鋁納米錐孔陣列的可控制備、氧化鋁模板在光學聚合物膜上的反向復形以及具有納米乳突表面聚合物膜的減反與自清潔性能研究。經過三年的研究，該項目取得了以下研究結果：（1）通過選擇合適氧化體系，採用多次循環氧化/擴孔的方法可控制備了不同輪廓與結構參數的氧化鋁納米漸變孔陣列，掌握了調控漸變孔結構與周期的影響規律;（2）以所製備的氧化鋁納米漸變孔陣列為模板，利用納米壓印技術在光學聚合物表面印製出了仿生三維納米漸變突起陣列結構；（3）在脫模技術上，通過氧化鋁模板表面修飾低表面能的氟矽烷，研發了一種手動無損脫模技術；創造性地提出了一種控制化學腐蝕的方法分離模板與目標聚合物膜材料；相對於傳統的強酸溶解氧化鋁去模板方法，這兩種技術節約了成本、減少了污染物產生，實現了模板的多次循環利用。（4）系統研究了聚合物膜上仿蛾眼納米乳突陣列的抗反射與自清潔性質。通過可控調節模板氧化鋁納米錐孔的結構參數，最佳化了聚合物表面仿蛾眼納米乳突陣列的輪廓與周期；進而考察了納米乳突的結構對聚合物膜抗反射光學與自清潔性能的影響。（5）以氧化鋁錐孔陣列為模板不僅可以在普通光學聚合物膜表面，還可以在乙烯-四氟乙烯共聚物膜上製備出三維漸變納米錐陣列，使其具有更高的抗反射性能與疏水自清潔功能；（6）開展了在玻璃表面寬光譜抗反射和超親水自清潔功能聚合物納米仿生膜研製。
