Revestimento antirreflexo torna plástico virtualmente invisível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/02/2019

Cúpula de plástico sem revestimento (esquerda) e uma cúpula coberta com o novo revestimento antirreflexo (à direita).
[Imagem: Giebink Lab/Penn State]

Antirreflexo para plástico

Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, desenvolveram um revestimento antirreflexo com uma eficiência capaz de tornar materiais plásticos, como o acrílico, tão transparentes que se tornam virtualmente invisíveis.

"Esta descoberta surgiu quando tentávamos produzir painéis solares de maior eficiência," conta o pesquisador Chris Giebink. "Nossa abordagem envolveu a concentração de luz em células solares pequenas e de alta eficiência usando lentes plásticas, e precisávamos minimizar a perda [de luz] por reflexão."

Para isso era necessário um revestimento antirreflexo que funcionasse bem em todo o espectro solar e em vários ângulos, para continuar funcionando conforme o Sol cruza o céu. O revestimento precisaria também resistir ao clima por longos períodos de tempo ao ar livre. Embora seja comparativamente fácil fazer um revestimento que elimine a reflexão em um determinado comprimento de onda ou em uma direção particular, algo que se encaixe simultaneamente nos dois critérios ainda não existia.

"Gostaríamos de encontrar uma solução disponível no comércio, mas não havia nenhuma que atendesse aos nossos requisitos de desempenho. Então, começamos a procurar nossa própria solução, disse Giebink."

Gradiente de refração

As reflexões ocorrem quando a luz passa de um meio, como o ar, para um segundo meio, neste caso o plástico. Se a diferença no índice de refração, que especifica a velocidade com que a luz viaja em determinado material, é grande - o ar tem um índice de refração de 1 e o plástico de 1,5 - então haverá muita reflexão. O índice mais baixo para um material de revestimento como o fluoreto de magnésio ou o Teflon é de cerca de 1,3. O índice de refração pode ser gradativamente variado - entre 1,3 e 1,5, misturando diferentes materiais, mas o intervalo entre 1,3 e 1 permanece.

Giebink usou um composto sacrificial para criar poros em nanoescala em uma camada de Teflon aplicada por deposição a vapor, criando assim um filme de "Teflon-ar" que faz a luz reagir a uma transição suave de 1 para 1,5, eliminando essencialmente todas as reflexões.

"A coisa interessante sobre o Teflon, que é um polímero, é que, quando você o aquece em um cadinho, as grandes cadeias de polímero se dividem em fragmentos menores que são pequenos o suficiente para volatilizar e enviar um fluxo de vapor. Quando eles pousam em um substrato, eles podem repolimerizar e [re]formar o Teflon," explicou Giebink.

Quando as moléculas sacrificiais são adicionadas ao fluxo, o Teflon se reformará ao redor dessas moléculas. A dissolução das moléculas de sacrifício deixa um filme nanoporoso que pode ser graduado, adicionando mais ou menos poros durante a fabricação.

Câmeras de segurança e óculos de realidade virtual

"Estamos interagindo com várias empresas que buscam revestimentos antirreflexo otimizados para o plástico, e algumas das aplicações têm surpreendido," disse o pesquisador. "Elas vão desde a eliminação de ofuscações das cúpulas de plástico que protegem as câmeras de segurança até a eliminação de reflexos dentro de óculos de realidade virtual e realidade aumentada."

O revestimento adere bem a diferentes tipos de plásticos, mas não a vidro. Felizmente, um revestimento que torna um vidro virtualmente invisível foi inventado recentemente.

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