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Freitag, 24. Mai 2019
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Antireflexbeschichtung macht Kunststoff nahezu unsichtbar

Montag, 06. Mai 2019

Penn-State-Forscher haben eine Antireflexionsbeschichtung entwickelt, die transparente Kunststoffe nahezu unsichtbar machen kann.

Kunststoffkuppel mit einer neuen Antireflexbeschichtung (rechts) und unbeschichteter Kuppel (links). Bildquelle: Giebink Lab / Penn State.

Kunststoffkuppel mit einer neuen Antireflexbeschichtung (rechts) und unbeschichteter Kuppel (links). Bildquelle: Giebink Lab / Penn State.

Antireflexbeschichtungen (AR) auf Kunststoffen haben eine Vielzahl von praktischen Anwendungen, darunter die Reduzierung der Blendung von Brillen, Computermonitoren und der Anzeige auf Smartphones im Außenbereich. Jetzt haben Forscher von Penn State eine AR-Beschichtung entwickelt, die bestehende Beschichtungen so weit verbessert, dass sie transparente Kunststoffe wie Plexiglas nahezu unsichtbar macht.

"Wir machten die Entdeckung, als wir versuchten, hocheffiziente Solarmodule herzustellen", sagte Chris Giebink, Associate Professor of Electrical Engineering, Penn State. "Unser Ansatz bestand darin, das Licht auf kleine, hocheffiziente Solarzellen mit Kunststofflinsen zu konzentrieren, und wir mussten deren Reflexionsverlust minimieren."

Obwohl es vergleichsweise einfach ist, eine Beschichtung herzustellen, die die Reflexion bei einer bestimmten Wellenlänge oder in eine bestimmte Richtung eliminiert, gab es bisher keine, die alle Kriterien auf einmal erfüllen könnte. So sind beispielsweise Brillen-AR-Beschichtungen auf den engen sichtbaren Bereich des Spektrums ausgerichtet. Das Sonnenspektrum ist jedoch etwa fünfmal so breit wie das sichtbare Spektrum, sodass eine solche Beschichtung für ein konzentriertes Solarzellensystem nicht gut geeignet wäre.

Praktisch alle Reflexionen beseitigt

In einem kürzlich veröffentlichten Papier beschreiben Giebink und Co-Autoren ein neues Verfahren, um die Lücke zwischen Teflon und Luft zu schließen. Sie benutzten ein Opfermolekül, um nanoskalige Poren in verdunstetem Teflon zu erzeugen, wodurch eine Teflon-Luftfolie mit abgestuftem Index entstand, die einen glatten Brechungsindexübergang von 1 bis 1,5 ermöglicht und praktisch alle Reflexionen beseitigt.

"Das Interessante an Teflon, das ein Polymer ist, ist, dass, wenn man es in einem Tiegel erwärmt, die großen Polymerketten in kleinere Fragmente zerfallen, die klein genug sind, um sich zu verflüchtigen und einen Dampfstrom zu erzeugen. Wenn diese auf einem Substrat landen, können sie repolymerisieren und Teflon bilden", sagte Giebink. Wenn die Opfermoleküle dem Fluss hinzugefügt werden, reformiert sich das Teflon um die Moleküle herum. Das Auflösen der Opfermoleküle hinterlässt einen nanoporösen Film, der durch Hinzufügen weiterer Poren abgestuft werden kann.

Nähere Informationen auf der Penn State Website.

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