3月6日，“Materials Horizons”（材料視野）期刊發布一項美國德克達斯大學奧斯汀分校的研究成果，研究團隊開發了一種可使用高通量納米制造技術制備的藍寶石納米結構材料，這種藍寶石作為窗口材料或光學元件，具備超乎尋常的抗刮擦、耐污染、抗眩光性能。

論文地址：doi：10.1039/d4mh01844c

藍寶石納米結構SEM圖

高達2.1的縱橫比是目前發表報告文獻中的最高值

通過仿生學研究，人們知道自然界中微納米結構可以產生很多特性。最近研究表明，具有較高縱橫比的納米結構可以形成更廣泛的波長帶進行抗反射和增強的壓力魯棒性，以維持超疏水性。然而它也會降低結構的機械魯棒性。因此，生物啟發的納米結構的一個關鍵挑戰和一個促成因素是如何設計具有增強的機械耐用性的結構。

藍寶石兼具強度、剛度、硬度，是一種提升器件機械和耐用性的備選材料。但藍寶石的加工是一項挑戰。研究團隊通過可擴展的納米光刻和高級圖案轉移過程啟用，制造的納米結構以330 nm的周期和低表面粗糙度完美地排序。使用分光光度計表征了制造的樣品，并證明了寬帶全向反射效果。藍寶石納米結構還通過使用表面功能來控制表面能，表現出抗污染和依賴水的特性。此外，制造的結構通過減少與顆粒的接觸區域來表現出抗粉狀特性。藍寶石納米結構的壓痕模量和硬度是使用納米凹陷來表征的（在90 nm的最高深度下，測得的模量和硬度分別為182 GPA和3.7 GPA），并且發現與散裝玻璃和耐刮擦的鎢金屬相似。

這些結果表明該藍寶石納米結構可以在防護窗口，紅外光學元件和傳感器表面中找到應用于極端環境中的應用。

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