蛾眼启发技术使表面 “看不见”

受蛾眼的启发，科学家们开发了一种新技术，可以操纵表面，使它们在更宽的波长范围内 “看不见”。大多数镜片，物镜，眼镜镜片和激光都带有抗反射涂层。但是，该涂层仅在窄波长范围内才能最佳工作。现在，德国马克斯·普朗克智能系统研究所的科学家们推出了一种替代技术。

他们没有涂覆表面，而是操纵表面本身。与常规方法相比，这在更宽的波长范围内提供了所需的抗反射效果。它大大增加了通过表面的透光率。研究人员说，未来，纳米结构表面可能会改善高能激光器，触摸屏和太阳能模块的输出。

他们从蛾角膜设计书中拿出一页。这些主要是夜间昆虫的角膜几乎没有反射入射光。没有光芒从飞蛾的眼睛反射出来，将它们的存在出卖给潜在的捕食者。较少的反射光也意味着飞蛾能够使用几乎所有稀有的夜间光来观看。

这种来自昆虫世界的魔力激发了科学家们尝试相同的策略来设计光学组件。像飞蛾的角膜一样，组件必须允许光通过，而光反射几乎没有用处。“眼表面密布着柱状结构。它们只有几百纳米高，并且朝着尖端呈圆锥形，”物理学家赵鲁·刁说。

柱子看起来像洞穴地板上规则间隔的石笋。当光线通过这个边界层时，它的折射率不断变化，从环境空气开始到外蛾眼层的材料。这种逐渐的折射率变化具有这样的效果，即该层几乎不会反射任何入射光。为了模仿蛾眼原理，科学家开发了一个两步过程。

在第一步中，他们将金颗粒以规则的蜂窝图案沉积在大表面上。在这种模式下，金颗粒定居在十字路口。在第二步中，金色的十字路口在化学蚀刻过程中充当掩模。结果，在镶金的十字路口下方没有蚀刻掉任何材料，并且保留了所需的直立柱状结构。结构化表面覆盖了多达两乘两厘米。

研究人员说，尽管这项技术在过去取得了首次成功，但到目前为止，它仅适用于短波紫外线辐射和可见光。在此之前，从表面蚀刻出的柱最多500纳米高。对于近红外光 (NIR) 范围内的波长，该柱不够高以达到99.5或更高的透光率。该小组微调了他们的程序，并找到了一种方法来增加沉积的金颗粒的尺寸，蚀刻出高达2,000纳米的色谱柱。