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(noticias nanowerk) Cuando observas a las mariposas morfo tambalearse en vuelo y brillar en un azul brillante, eres testigo de una forma inusual de color estructural que los investigadores apenas están comenzando a utilizar en tecnologías de iluminación como los difusores ópticos. Además, dotar a dichos difusores de capacidad de autolimpieza minimizaría la contaminación y las manchas y maximizaría la utilidad práctica.
Bueno, en un estudio publicado recientemente Materiales ópticos avanzados (“Desarrollo de un difusor óptico antiincrustante de alto rendimiento inspirado en la nanoestructura de la mariposa Morpho”), investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un difusor de luz nanoestructurado repelente al agua que supera la funcionalidad de otros difusores convencionales. Este trabajo podría ayudar a resolver problemas de iluminación comunes en las tecnologías modernas.
![Diseño y luz difusa para los difusores anisotrópicos (izquierda) e isotrópicos (derecha) del tipo Morpho.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63823_1.jpg)
La iluminación estándar puede resultar agotadora en algún momento debido a la iluminación desigual. Por lo tanto, muchas tecnologías de visualización utilizan difusores ópticos para hacer que la salida de luz sea más uniforme. Sin embargo, los difusores ópticos tradicionales reducen la salida de luz, no funcionan para todos los colores emitidos o requieren un esfuerzo especial para limpiarlos. Las mariposas Morpho son una inspiración para difusores ópticos mejorados. Su arquitectura multicapa dispuesta aleatoriamente permite el color estructural: en este caso, la reflexión selectiva de la luz azul en un ángulo de ≥±40° con respecto a la dirección de la iluminación.
El objetivo del presente trabajo es utilizar esta inspiración de la naturaleza para diseñar un difusor óptico simplificado que tenga alta transmitancia y amplia dispersión angular, adecuado para una gama de colores sin dispersión, simplemente enjuagando con agua se puede purificar y moldear usando estándar. herramientas de nanofabricación.
«Creamos nanopatrones bidimensionales (generalmente elastómero de polidimetilsiloxano transparente) con altura binaria y ancho aleatorio, y las dos superficies tienen diferentes escalas estructurales», explica Kazuma Yamashita, autor principal del estudio. «Por eso presentamos un difusor óptico eficaz para luz de onda corta y larga».
Los investigadores ajustaron los patrones de las superficies del difusor para optimizar su rendimiento de luz azul y roja, así como sus propiedades de autolimpieza. La transmitancia de luz medida experimentalmente fue >93% en todo el espectro de luz visible, y la dispersión de la luz fue significativa y pudo llevarse a una forma anisotrópica: 78° en la dirección x y 16° en la dirección y (similar a la valores calculados). mediante simulaciones). Además, las superficies repelieron fuertemente el agua tanto en los experimentos de ángulo de contacto como de autolimpieza.
«Al aplicar capas protectoras de vidrio en ambos lados del difusor óptico, las propiedades ópticas se conservan en gran medida y al mismo tiempo protegen contra rayones», dice Akira Saito, autor principal. «El vidrio minimiza la necesidad de un manejo cuidadoso y demuestra la utilidad de nuestra tecnología de ventanas con luz natural».
Este trabajo enfatiza que el estudio del mundo natural puede proporcionar información para mejorar los dispositivos cotidianos; en este caso tecnologías de iluminación para representaciones visuales. El hecho de que el difusor esté hecho de un material barato que es esencialmente autolimpiante y puede moldearse fácilmente con herramientas convencionales podría inspirar a otros investigadores a aplicar los resultados de este trabajo a la electrónica y muchos otros campos.
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