浅谈自清洁减反膜的研究进展

减反射膜也称增透膜，主要功能是减少材料表面的反射光，增加透射光，是一种应用范围很广的镀膜膜层，已被广泛应用于日常生活、电子、工业、天文、军事等领域。传统的清洗方法是采用表面活性剂清洗，不仅加重环境污染，而且需要反复进行，耗费大量的人力、财力和物力。因此，近年来，自清洁减反射膜的研究和发展受到极大关注，制备具有自清洁特性并且高效率的减反射膜成为技术发展的需要。原理简介。（1）减反射原理，为了减少反射光，增加透射光，可在基底表面镀具有合适厚度和折射率的膜层，其减反射效果主要是通过相消性干涉方式来实现，主要是利用膜系产生的干涉效果来消除反射光，提高光的透过率。（2）自清洁原理，亲水性方面，水滴在材料表面上的接触角趋于零，当水接触材料时，迅速在其表面铺展形成均匀的水膜，并通过水膜的重力下落可以去除污渍，从而达到自清洁效果；疏水性方面，原理是基于“荷叶效应”，荷叶的自洁效应是源于其表面的空气层、乳头状突起和蜡质层共同组成的细微结构，这种粗糙的细微结构可以提高水滴在材料表面的接触角，使水滴极容易滚落，水滴在材料表面滚动时会带走灰尘和污染物，从而达到自清洁的效果。自清洁减反膜的常用材料。（1）二氧化钛，因其光致催化性、光致超亲水性、成本低廉而被广泛用作自清洁减反膜的材料，特别是纳米级粉末和薄膜的发展，使TiO2的应用得到了推广。但是由于TiO2薄膜最大的缺点是折射率较高，一般在2.2~2.7之间，会增加透明基底表面的反射率，因此，科学研究工作者们采用不同工艺方法来降低TiO2薄膜的折射率，2011年，王建伍等人利用溶胶—凝胶法制备出的SiO2/TiO2双层减反膜，在可见光波段的透过率最高可达到97.2%，紫外光照射后薄膜的接触角接近0°，具有较好的自清洁性。（2）二氧化硅，具有低折射率（折射率约为1.3）、低价电性、高化学稳定性、耐酸碱腐蚀性等优良性能，是目前研究最多，也是应用最广泛的减反膜之一。如今，诸多科学家在探究和构建具有“荷叶效应”的SiO2减反膜，Wei-LunMin等采用旋涂法和刻蚀技术制备出了有序的微凸体二氧化硅六角柱颗粒阵列结构，增强了材料表面可见光的透过率，并且通过控制刻蚀时间长短控制其接触角，使其具备自清洁特性。自清洁减反膜的研究进展。在自清洁减反膜的研究工作中，众多优秀科研工作者做出了卓越的贡献并取得了一定的成就。2013年，文献采用叠层技术（LBL）在玻璃基底上制备出由纳米颗粒、空心纳米微球和纳米片组成的具有宽波长减反射和超双疏的薄膜。虽然科学研究者们已经采取了各种各样的手段来构建具有自清洁性能的减反膜，但是居多的研究知识局限于实验室的研究阶段，并不适合大规模的生产，因此，对于实际的生产应用仍然存有极大的机遇和挑战：首先，机械性差；其次，成本高，规模小。现今报道的具有自清洁特性的制备工艺大多都涉及了复杂的工艺过程、较为严苛的制备环境、昂贵的试剂和设备等，成本较高，并且只适用于较小的基底或者特定的基底材料，规模较小。自清洁减反膜的发展趋势。此类有限的耐久性和高昂的成本会阻碍这种具有自清洁特性的减反膜的应用和发展。未来，下列研究方向将引起更多研究工作者们的注意力：①利用现在先进的分析手段及工具和理论计算水平，更多地探索揭示薄膜组分、结构、表面特性的关系以及薄膜机制的构建；②构建具有高机械强度和耐用