Existem muitos problemas humanos que os cientistas e engenheiros resolveram tirando ideias diretamente dos biomecanismos encontrados em outras formas de vida, de velcro aos famosos trens-bala do Japão, o Shinkansen. Assim, não deveria ser uma surpresa saber que muitos avanços notáveis ​​no revestimento anti-reflexo foram inspirados nas biostruturas peculiares encontradas nos olhos das mariposas.

Como animais principalmente noturnos que desejam ficar escondidos de predadores, as mariposas evoluíram para desenvolver olhos não reflexivos. Seus olhos têm uma estrutura nanométrica periódica que torna a superfície do olho graduada, em oposição a polido. Isso faz com que a maior parte da luz incidente dobre na superfície e, portanto, ser transmitido através do olho em vez de ser refletido por ele. Esta estrutura em nanoescala é tão eficaz que os pesquisadores tentaram imitá-la usando outros materiais para criar revestimentos anti-reflexos com vários graus de sucesso.

Contudo, apesar dos recentes avanços na nanociência que permitem a adoção desta ideia para várias aplicações práticas, ainda existem barreiras a serem superadas em termos de escalabilidade e custo de fabricação. Para resolver esses problemas, cientistas da Universidade de Ciência de Tóquio e Geomatec Co., Ltd., Japão, têm trabalhado em uma nova estratégia para produzir nanoestruturas olho de traça e filmes transparentes. Em seu último estudo, publicado em Micro e Nano Engenharia , eles apresentam um método promissor para fabricar moldes e filmes olho de traça em larga escala.

Embora esta equipe de pesquisa já tenha conseguido criar moldes de olho de mariposa feitos de carbono vítreo gravado com um feixe de íons de oxigênio, essa abordagem não era escalonável. "A produção de substratos de carbono vítreo requer o uso de tecnologia de metalurgia do pó, que é difícil de usar para produzir moldes com uma grande área, "explica o professor Jun Taniguchi da Universidade de Ciências de Tóquio, “Para superar essa limitação, tentamos usar apenas uma fina camada de carbono vítreo depositado sobre um grande substrato de vidro regular. "

Além disso, para tornar esta nova estratégia viável, a equipe optou, desta vez, por usar um sistema de plasma indutivamente acoplado (ICP) em oposição à fonte de íons de ressonância elétron-ciclotron usada anteriormente. Embora ambos os dispositivos possam gravar carbono vítreo usando um feixe concentrado de íons de oxigênio, A tecnologia ICP produz uma faixa de irradiação de feixe de íons mais ampla, que é mais adequado para trabalhar em estruturas de grandes áreas.

Depois de testar com diferentes parâmetros ICP, os pesquisadores determinaram que um processo de corrosão ICP de duas etapas era o melhor para obter um molde nanoestruturado de alta qualidade. Então, eles usaram esse molde para produzir um filme transparente com uma nanoestrutura de olho de traça usando uma resina curável por UV.

As propriedades ópticas deste filme foram notáveis; sua refletância para a luz na faixa visível foi de apenas 0,4%, 10 vezes menor do que o de um filme semelhante sem a nanoestrutura do olho da traça. O que mais, a transmitância da luz através do material também foi aumentada, o que significa que nenhuma compensação nas propriedades ópticas ocorreu como resultado do uso do filme para reduzir a luz refletida.

Sr. Hiroyuki Sugawara, diretor técnico da Geomatec, destaca as muitas aplicações possíveis de tais filmes anti-reflexos se fosse possível produzi-los na escala do metro:"Poderíamos usar esses filmes para melhorar a visibilidade em monitores de tela plana, sinais digitais, e as placas de acrílico transparentes usadas em todos os lugares desde o início da pandemia COVID-19. Além disso, o revestimento anti-reflexo também pode ser uma forma eficiente de melhorar o desempenho dos painéis solares. "

Este estudo mostra como expandir o uso de estruturas inspiradas biologicamente, tornando sua fabricação mais facilmente escalonável. Esses avanços também podem ajudar a preservar a natureza para que possamos continuar obtendo ideias úteis de outras espécies.