随着城市现代化的蓬勃发展,高强度的光源产生的直接或间接眩光已造成了严重的光污染。具有高透光率和高雾度的光学防眩薄膜能够减轻眩光对眼睛的不利影响,并提供健康的视觉体验。然而,雾度的增加总是伴随着透光率的严重损失,对同时实现高透光率和高雾度提出了相当大的挑战。
近日,吉林大学侯甲子在期刊《Chemical Engineering Journal》上,发表了最新研究成果“Large-scale fabrication of flexible antiglare film with superhydrophobic surface: Toward high transmittance and high haze”。研究者通过静电纺丝将PVB纤维沉积在未固化的PDMS树脂中,固化后实现纤维在树脂中均匀且疏松的排布,后续通过空气喷涂氟化SiO2获得了高透光率、高雾度和超疏水的P-PVB/F17@SiO2柔性防眩光薄膜。此外,通过优选折射指数匹配的纤维与基体树脂,并基于米氏散射、瑞利散射和光的折射的三重光调控策略实现了高雾度和高透光率的兼得。P-PVB/F17@SiO2柔性防眩光薄膜在智慧窗口、智能出行和柔性电子等领域具有潜在的应用前景。
图1:P-PVB/F17@SiO2防眩光薄膜的制备和潜在应用。
图2:P-PVB/F17@SiO2防眩光薄膜的微观形貌及力学性能。
由SEM图片可知,连续均一的PVB纤维直径与可见光波长相当,可诱导米氏散射。在气体喷涂过程中,因溶解表层PVB纤维而得到的微通道和纳米氟化SiO2颗粒层,可产生在凹面处向不同方向的折射和纳米颗粒处的瑞利散射,有效提高了薄膜雾度。此外,P-PVB/F17@SiO2薄膜有良好的力学性能和大规模制备的能力。
图3:P-PVB/F17@SiO2防眩光薄膜的成分组成
图4:不同纤维种类、不同PVB浓度和不同纺丝时间的薄膜的透光率和雾度
图5:P-PVB/F17@SiO2薄膜的防眩光性能
P-PVB/F17@SiO2薄膜具有90.73%的透光率和94.50%的雾度,使其具有优秀的直接防眩光和间接防眩光的能力,能有效的降低强光对人眼的危害和对信息识别的影响。这对帮助获得清晰的视野和缓解视觉疲劳至关重要。
图6:P-PVB/F17@SiO2薄膜的超疏水性和耐久性
P-PVB/F17@SiO2薄膜的水接触角为170.4°,滚动角为1.12°,其超疏水性能进一步拓宽了薄膜的应用场景。此外,PVB/F17@SiO2薄膜具有良好的稳定性与耐久性。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161805
人物简介:
侯甲子,吉林大学材料科学与工程学院教授,博士生导师,澳大利亚昆士大学访问学者。长期从事树脂基纤维材料的结构设计与成型加工的研究工作,围绕高分子材料改性及可控纺丝,通过纤维微相结构调控及宏观结构设计,开展了系统的功能高分子纤维的应用基础研究。