蛾眼和荷叶是抗反射防水或超疏水玻璃涂层的灵感，它具有太阳能电池板，透镜，探测器，窗户，武器系统和许多其他产品的巨大潜力。

能源部橡树岭实验室的研究人员在材料化学杂志C上发表的一篇论文中详细介绍了这一发现，该研究基于机械强度高的纳米结构多孔玻璃薄膜层。涂层可以定制为超疏水，防雾和抗反射。

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“当下雨时，荷叶会排斥水并自我清洁，因为自然覆盖的锥形纳米结构，当蛾的光线传播到蛾的角膜时折射率逐渐增加时，蛾的眼睛是抗反射的，”该论文的第一作者Tolga Aytug说。 ORNL材料化学小组的成员。“这些功能相结合，提供了真正改变游戏规则的能力，可以根据特定的性能和性能设计涂层。”

为了超疏水，表面必须达到超过150度的水滴接触角。ORNL的涂层接触角在155到165度之间，因此水会逐渐反弹，带走灰尘和污垢。Aytug说，这种特性与抑制玻璃表面的光反射相结合，对于提高许多光学应用的性能至关重要。

据描述该工艺的Aytug说，基材 - 一种特殊类型的玻璃涂层 - 也非常耐用，这使其与竞争技术区别开来。

“我们开发了一种方法，首先在玻璃表面上沉积一层薄薄​​的玻璃材料，然后进行热处理，并通过蚀刻去除选择性材料，”他说。“这产生的表面由高二氧化硅含量玻璃的多孔三维网络组成，类似于微观珊瑚。”

涂层可以通过工业标准技术制造，这使得放大和应用于各种玻璃平台变得容易且便宜。

“我们涂层独特的三维互连纳米多孔性质显着抑制了玻璃表面的菲涅耳光反射，在各种波长和角度范围内提供增强的透射性，”Aytug说。菲涅耳效应描述了反射的光量与透射量的关系。

在涉及太阳能电池板的情况下，反射光的抑制转化为电 - 光转换效率和电池功率输出相对增加3-6%。再加上超疏水自清洁能力，这也可以大大降低太阳能电池板的维护和运营成本。此外，涂层在阻挡紫外线方面非常有效。

其他潜在的应用包括护目镜，潜望镜，光学仪器，光电探测器和传感器。此外，超疏水性能可以有效地防止光学元件上的冰雪积聚，并且可以阻止海洋应用中的生物污损。

Aytug强调，涂层的抗冲击磨损性能完善了包装，使其适用于无数应用。

“这种质量使其与传统的聚合物和粉末基材相区别，后者通常机械上易碎，”Aytug说。“我们已经证明，我们的纳米结构玻璃涂层具有出色的机械抗冲击磨损性能 - 如沙尘暴 - 并且在接近500摄氏度的温度下具有热稳定性。”

该论文的其他ORNL作者名为“单片渐变 - 折射率玻璃基抗反射涂层：宽带/全向光采集和自清洁特性”，分别是Andrew Lupini，Gerald Jellison，Pooran Joshi，Ilia Ivanov，Tao Liu，Peng Wang，Rajesh Menon，Rosa Trejo，Edgar Lara-Curzio，Scott Hunter，John Simpson，Parans Paranthaman和David Christen。

这项工作得到了实验室指导技术创新计划的支持。STE研究由能源部科学基础能源科学办公室提供支持。部分研究是在能源部科学用户设施办公室纳米材料科学中心进行的。光伏器件测量在犹他大学完成。