La ricerca guarda agli occhi delle falene per mantenere la visibilità degli smartphone nei giorni soleggiati
Al di là del proprio aspetto estetico, le falene (la brutta versione delle farfalle) hanno qualcosa di straordinario: gli occhi, che sono in grado di evitare il riflesso. Strutture uniche nel regime di sotto-lunghezza d’onda li ricoprono, consentendo di ridurre al minimo la riflessione della luce. Prendendo ispirazione dalle nanostrutture anti-riflesso che rivestono gli occhi delle falene, un team di ricercatori ha sviluppato una nuova piattaforma efficace in termini di costi per ampliare la produzione di nanostrutture a livello di sotto-lunghezza d’onda in superfici di grandi dimensioni e non planari. «Il modo in cui la natura utilizza le nanostrutture è incredibile», afferma Parvaneh Mokarian, coordinatrice del progetto SUN-PILOT, finanziato dall’UE. Possibilmente, il processo di trarre ispirazione dalla natura ha rappresentato la parte più facile del progetto. La sfida è stata costituita dalla progettazione e dallo sviluppo di una tecnologia pulita, sostenibile, ampliabile ed efficiente in termini di costi e dei materiali più appropriati per implementarla, da destinare agli utenti dei componenti ottici e ai partner del settore automobilistico. «Il nostro progetto riguarda una tecnologia alternativa rivolta a svariate applicazioni», spiega Mokarian, che riveste il ruolo di docente associata di ricerca presso la facoltà di Chimica e il centro di ricerca AMBER (Advanced Material and BioEngineering Research) del Trinity College di Dublino, università finanziata dall’ente Science Foundation Ireland. «Sebbene esistano diverse tecniche per la fabbricazione di questi nuovi modelli, molte tecnologie hanno i propri limiti. Per esempio, nelle tecniche litografiche non è possibile raggiungere scale inferiori a causa della risoluzione della luce o degli elettroni. Inoltre, se si vogliono creare questi nuovi modelli su una scala più ampia e superfici curve, i costi del lavoro diventano molto elevati.»
Dall’industria ottica al settore automobilistico, e non solo
Immaginate un mondo in cui gli schermi degli smartphone non riflettono la luce solare ambientale? E ora, una realtà in cui i cruscotti dei veicoli sono in grado di pulirsi da soli? Tutto ciò è possibile grazie all’utilizzo della nanostrutturazione a sotto-lunghezza d’onda. Alla luce di questa premessa il progetto SUN-PILOT è progredito lungo due linee direttrici, la prima delle quali abbracciava l’industria ottica, per lo sviluppo delle superfici anti-riflesso. «Si tratta della tecnologia intesa a evitare che la visualizzazione dello schermo degli smartphone sia compromessa dal riflesso», dichiara. «Le strutture su scala nanometrica rappresentano una delle alternative al rivestimento.» La seconda era quella del settore automobilistico, per lo stampaggio a iniezione dei componenti in plastica. Anche questa industria è interessata a un’alternativa ai rivestimenti per gli schermi anti-riflesso, alle parti in plastica colorata mediante colorazione strutturale e alle strutture anti-impronta. «Sin dal primo giorno eravamo consapevoli del fatto che questo progetto sarebbe stato estremamente impegnativo», afferma Mokarian. «SUN-PILOT non è stato un normale progetto a sviluppo incrementale.» Undici partner provenienti da sei paesi europei hanno raggiunto due obiettivi. In primo luogo hanno fornito una tecnologia rivoluzionaria a livello di prova pilota per migliorare le prestazioni e il rapporto di costo dei dispositivi per l’industria ottica, un traguardo conseguito grazie alla dimostrazione del processo produttivo di superfici ottiche anti-riflesso nanostrutturate in grado di resistere all’usura e ai graffi. In secondo luogo, l’industria automobilistica ha tratto vantaggio dall’ottimizzazione di un processo e di materiali additivi, applicabili su stampi realizzati mediante qualsiasi tipo di metodo di nanostrutturazione, per lo stampaggio a iniezione volto a produrre superfici funzionali a un costo inferiore rispetto a quello associato ai metodi di laminazione esistenti. La nostra analisi del ciclo di vita mette inoltre in evidenza il fatto che la tecnica di nanostrutturazione di SUN-PILOT è più ecologica rispetto ai metodi di rivestimento convenzionali, sia per l’industria ottica che per il settore automobilistico. Guardando al futuro, Mokarian sottolinea che si prevede un aumento del numero di industrie e delle potenziali applicazioni, nonché una crescita del mercato di schermi touchscreen. In termini di applicazioni future e potenziali, l’unico limite è il cielo. Le automobili del futuro, ad esempio, saranno autonome e dotate di numerosi sensori. La nanostrutturazione è in grado di incrementare la sensibilità di questi sensori. «Questo progetto ha suscitato molto interesse», afferma Mokarian. «Per esempio, le grandi aziende che lavorano con gli schermi o lo stampaggio a iniezione di parti in plastica sono tutte interessate. Nessuna di queste ha tuttavia ancora individuato una tecnica di nanostrutturazione pienamente sfruttata che sia adeguata per la produzione di massa e l’utilizzo industriale, e numerose piccole imprese stanno lavorando a diverse tecniche per affrontare questo problema. Siamo solo agli inizi.»
Parole chiave
SUN-PILOT, falene, ottica, nanostrutture, tecnologia di nanostrutturazione, superfici anti-riflesso
