Revestimento é simultaneamente antiembaçante e antirreflexo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/01/2023

Desenvolvido visando os radares de luz dos carros sem motorista, o revestimento terá múltiplas aplicações.
[Imagem: Anne Gartner/Fraunhofer]

Visão sempre limpa

Pesquisadores desenvolveram um revestimento transparente que combina propriedades antiembaçantes e antirreflexo simultaneamente.

Além de melhorar óculos e para-brisas, a nova tecnologia ajudará a aumentar o desempenho de câmeras e sistemas de radar de luz, ou lidar, usados sobretudo pelos veículos autônomos.

"Entrar em uma sala quente vindo do frio lá fora pode fazer com que os óculos embacem, cegando o usuário," disse Anne Gartner, do Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Engenharia de Precisão, na Alemanha. "O mesmo pode acontecer com sensores como os sistemas lidar usados em carros autônomos. É importante que as superfícies permaneçam altamente transparentes para que a funcionalidade seja mantida."

O truque está na combinação de um revestimento de polímero, que evita o embaçamento, com nanoestruturas porosas de dióxido de silício, que reduzem os reflexos.

A equipe otimizou seus protótipos especificamente para os sistemas lidar, que são mais promissores e têm uma necessidade mais premente, mas a tecnologia pode ser adaptada para muitas aplicações diferentes.

O material já está em testes em câmeras de celulares.
[Imagem: Anne Gärtner et al. - 10.1364/AO.476974]

Antiembaçante e antirreflexo

Quando há grandes diferenças de temperatura entre o ambiente externo e o sistema de medição, a parte óptica dos sistemas lidar embaçam, prejudicando a funcionalidade, o que pode significar um potencial acidente.

A ideia foi atender a essa necessidade sem mexer com a propriedade antirreflexo, também essencial para lidar com a luz do Sol ou os faróis dos outros carros. O maior desafio é que o próprio antiembaçante acabava gerando mais reflexos.

"Nós usamos um polímero que evita o embaçamento [aplicado] sobre uma superfície óptica, agindo como um reservatório de água," explicou Gartner. "No entanto, as diferenças nos índices de refração do material polimérico e do ar ao redor levam a reflexos indesejados e à geração de luz fantasma. Para evitar esses reflexos, combinamos o filme antiembaçante com estruturas muito pequenas - até 320 nm de altura - para criar um efeito reflexivo junto com a permeabilidade à água."

Isso exigiu o uso de um novo tipo de tecnologia de aplicação de revestimentos, também desenvolvida pela equipe. O processo envolve a gravação de uma nanoestrutura no revestimento antiembaçante e a fabricação de uma segunda nanoestrutura por cima. Com esta tecnologia é possível ajustar os índices de refração das nanoestruturas para configurar o projeto da nanoestrutura dupla para obter uma reflexão muito baixa em uma ampla faixa espectral.

Os pesquisadores agora estão explorando como o sistema de revestimento pode ser transferido para outras áreas, como sistemas de iluminação adaptáveis no setor automotivo e câmeras.

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