Super Sapphire: krasbestendig, anti‑verglans en stofafstotend

Onderzoekers van de University of Texas at Austin hebben een experimenteel saffieroppervlak met nanostructuren gemaakt. Het vermindert schittering en beslaan, helpt stof te verwijderen en is bestand tegen krassen. De resultaten verschenen in Materials Horizons. Het gaat nog niet om een verkoopklaar telefoonscherm of een autoruit.

Waarom nanostructuren op saffier?

Massief saffier is hard, maar lastig te bewerken. Het team maakte regelmatige, taps toelopende structuren naar het voorbeeld van het oog van een nachtvlinder. Hun vorm beperkt reflectie en laat meer licht door. De afstand tussen de structuren was ongeveer 330 nanometer en de verhouding tussen hoogte en breedte bedroeg 2,1.

Bij een golflengte van 1.360 nanometer werd een lichtdoorlaatbaarheid tot 95,8% gemeten. Dat is geen garantie voor dezelfde prestatie bij alle kleuren of in een eindproduct.

Krassen, condens en stof

Indruk- en krastests lieten zien dat de structuren mechanisch stevig zijn. De gemeten hardheid bedroeg ongeveer 3,7 GPa, vergelijkbaar met glas en sommige krasbestendige metalen, maar lager dan die van massief saffier. Het oppervlak is dus niet onkrasbaar.

Het oorspronkelijke oppervlak trekt water sterk aan, waardoor water zich uitspreidt en condensvorming kan afnemen. Met een andere behandeling kan het juist sterk waterafstotend worden, zodat druppels wegrollen. Bij een stoftest bleef 98,7% van het proefoppervlak met alleen de zwaartekracht stofvrij. De uitkomsten hangen af van behandeling en testomstandigheden.

Mogelijke toepassingen

Lenzen, sensoren, ramen en beeldschermen zouden op termijn baat kunnen hebben bij deze aanpak. Eerst moet de productie worden opgeschaald en moet de duurzaamheid onder praktische omstandigheden worden getest.

Bron: Chien, K.-C. e.a., Materials Horizons 12, 1796–1807 (2025), doi:10.1039/D4MH01844C.