W centrum zainteresowania amerykańskich inżynierów znalazł się szafir, który – przy odpowiednim podejściu – staje się czymś zdecydowanie więcej niż tylko kamieniem ozdobnym. Wyobraźcie sobie, że taki materiał mógłby być stosowany w produkcji ekranów telefonów odpornych na zarysowania czy szyb, na których nie będzie się osadzał kurz.
Czytaj też: Nadprzewodnictwo w nowym wydaniu zwala z nóg. Fizycy nie mogli uwierzyć, że to możliwe
A to tylko część potencjalnych zastosowań, o czym zresztą piszą autorzy artykułu zamieszczonego w Materials Horizons. Główny autor badań, Chih-Hao Chang, wyjaśnia, że te same właściwości, które czynią szafir atrakcyjnym, przekładają się też na ograniczenia jego produkcji. Szukając wyjaśnia z sytuacji Chang i jego współpracownicy postanowili zaprojektować nanostruktury oparte na szafirze.
Jak się okazało, tym sposobem zapewnili swojemu materiałowi szereg pożądanych właściwości, jednocześnie nie obniżając jego sztywności i twardości. I nawet jeśli pod pewnymi względami nowa struktura ustępuje “zwykłemu” szafirowi, to wykazuje odporność na uszkodzenia podobną na przykład do wolframu, zarazem wykazując właściwości takie jak zdolność do samoczyszczenia i zapobieganie odblaskom.
Materiał oparty na nanostrukturach na bazie szafiru jest w stanie usuwać zanieczyszczenia i cechuje się ograniczonym odblaskiem
Dlaczego to takie nietypowe? Bo zazwyczaj nanostruktury są dość kruche, a tutaj efekt końcowy był zgoła odmienny. W kontekście dodatkowych zastosowań mówi się nawet o integracji z superhydrofobowymi powierzchniami, dzięki czemu woda nie mogłaby się na nich osadzać. Wyobraźnia przywodzi w takim kontekście na myśl na przykład szyby, na których nie utrzymują się krople wody, zwiększając w ten sposób ich przejrzystość.
Mnogość potencjalnych zastosowań pokazuje, jak przełomowy mógłby być taki materiał. Mówi się nawet o wykorzystaniu go poza Ziemią, choćby na potrzeby misji kosmicznych, w ramach których ich uczestnicy mają ograniczony dostęp do wody, więc wykorzystywanie jej do czyszczenia powierzchni byłoby marnotrawstwem. Ale żeby stało się to możliwe, kluczowe będzie prowadzenie produkcji na większą skalę.