잠자리의 복합 눈에서 바카라 주소로 만든

국립 연구 연구소 선진 산업 과학 기술 연구소 (이하 "바카라 주소"), Sensing Systems Research Center Takemura Kenshin과 Motomura Taisei는 열에 민감한 생물학적 재료에서도 사용할 수있는 간단한 프로세스입니다나노 구조몰딩를 만드는 기술을 개발했습니다

슈퍼 워터 리펠리 및 접착력과 같은 생물에서 발견되는 일부 나노 구조는 산업 제품에 사용될 때 유용 할 수 있습니다 성형이 다양한 재료에 유용한 기능을 제공 할 수 있다면고성능 자료실현 될 것입니다 그러나 나노 구조 성형을위한 제조 바카라 주소에는 정교한 장비와 시간이 필요하므로 산업용 사용이 어렵습니다 특히, 복잡한 공정은 살아있는 유기체와 같이 열에 민감한 물질로부터 바카라 주소를 생산하기 위해 필요했다 이 연구에서 우리는 저온에서 높은 융점 금속을 충분한 두께로 퇴적시키는 기술을 개발하여 재료에 열 손상을 일으키지 않습니다 이를 통해 생물에서 금속에 이르기까지 다양한 재료로 바카라 주소를 만들 수 있습니다 이 기술의 효과를 확인하기 위해, 우리는 개별 눈이라는 20,000 개가 넘는 마이크로 렌즈와 360 °의 광각 전망을 가진 잠자리를 가지고 있습니다복잡한 눈매우 어려운 모델 재료이며 그 나노 구조는 수지로 복제되었습니다 우리는 잠자리의 복합 눈이 개별 눈 표면의 나노 구조로 인해 클라우지를 방지 할 수있는 능력을 가지고 있으며, 이것이 바카라 주소에서 재현 될 수 있음을 보여 주었다 또한 나노 구조화 된 금형은 높은 융점 물질 인 유리를 부을 수있는 것으로 밝혀졌다 이 기술은 제품의 대량 생산에 기여하며, 이는 가공 및 미세 구조로 제품의 산업 생산을 통해 재생산하기 어려운 제품의 대량 생산에 기여합니다

이 기술의 세부 사항은 2024 년 11 월 4 일에 제공 될 예정입니다고급 재료 인터페이스9335_9370

살아있는 유기체에 의해 보유한 나노 구조는 슈퍼 워터 리포 셀로 및 접착력과 같은 기능을 가지고 있습니다 이러한 기능을 산업용 제품에 자유롭게 할당 할 수 있다면 제품에 새로운 기능을 추가하는 데 도움이됩니다 나노 구조를 제조하기 위해Femtosecond 레이저진화했으며 넓은 영역은 간단한 구조로 가공 할 수 있습니다 그러나 산업 생산을 통한 상업화를 위해서는 기술이 저렴한 비용과 짧은 시간 내에 나노 구조를 바카라 주소로 전환해야합니다 또한, 바카라 주소 생산 중에 열 손상이 발생하기 때문에, 재료 제한은 충분한 내열성과 같은 주요 장벽으로 존재합니다

바카라 주소가 그 사실입니다금속 필름 형성Magnetron Sputter플라즈마우리는 제어 기술을 개발했습니다 Magnetron Sputtering은 플라즈마의 전력을 사용하여 미세 입자로 다양한 재료를 날려 버릴 수있는 필름 형성 공정이며, 텅스텐과 같은 고 녹음 점 금속도 재료로도 사용될 수 있지만, 장치의 자기장에 의해 가속 된 재료로부터 방출 된 전자에서 방출 된 전자가 프로토 타입과 충돌하는 문제가 있었다 바카라 주소가 개발 한 제어 기술은입니다학년를 사용하여 캡슐화 될 수 있습니다 온도 상승을 유발하는 가속화 된 전자는 프로토 타입에 적용되지 않아 소량의 열 손상이 발생합니다 따라서 열에 민감한 재료조차도금속 박막예금 될 수 있습니다

이 연구에서 우리는이 기술을 활용하여 바카라 주소 역할을하는 금속 박막을 두껍게하는 기술을 더욱 발전 시켰습니다

이 연구에서는 3 차원 구조를 가지며 열에 민감한 나노 구조 프로토 타입으로 수십 마이크로 미터와 표면에 나노 스케일 불규칙 구조의 렌즈 구조를 갖는 잠자리의 복합 눈을 사용했습니다 저온 필름에 의해 잠자리 화합물 눈의 표면에 형성된 얇은 금속 필름은 니켈 욕조를 사용하여 전기 도금되었고, 미세 구조를 보존하면서 두꺼운 금속 필름으로 바뀌었다 그림 1은 잠자리 화합물 눈의 화합물 눈에 금속 증착, 바카라 주소 제조 및 복합 눈 렌즈의 쏟아지는 성형을 포함하여 각 단계에서의 구조적 관찰을 보여줍니다

바카라 주소를 사용한 정화 투명성 및 굴절률에폭시 수지와 함께 붓고 180 ° C에서 경화시킨 다음 표면에 많은 눈을 가진 성형 생성물을 얻도록 성형했습니다 이 렌즈를 사용하여 바카라 주소의 영어 문자 로고 (바카라 주소 로고)를 관찰 한 결과 각 개별 눈이 렌즈로 기능하는 것으로 나타났습니다 (그림 2) 나노 스케일 불규칙 구조에서 발생하는 잠자리 복합 눈 렌즈 안티 포그( Budon ) 기능가있는 것으로 알려져 있습니다 제조 된 나노 구조 금형을 사용하여 성형 된 렌즈는 약 10 분 동안 수증기 노출 시험에서도 표면에 물방울 접착력으로 인해 이미지 흐림에 영향을 미치지 않으며, 항 -FOG 기능을 재현 할 수 있음이 입증되었습니다 이것은 생물 조직의 복잡하고 불규칙한 나노 구조를 한 과정에서 20,000 개 이상의 렌즈 표면에 성공적으로 적용하는 세계 최초의 예입니다 나노 구조화 된 금형을 제조 할 때는 프로토 타입 재료로서 저렴하고 미세하게 처리하기 쉬운 낮은 융점 수지를 사용할 수 있습니다

바카라 주소 재료를 검사하기 위해 각각 다른 용융점을 가진 금, 백금 및 텅스텐을 사용하여 금형을 제조하고 표면의 열 안정성을 평가했습니다 (그림 3) 금이 사용될 때, 금의 원소 비율은 금형 표면에서 300 ℃ 이상에서 감소하는 것으로 관찰되었다 또한 백금에서 원소 비율은 550 ° C에서 감소하고 요소는 700 ° C에서 사라집니다 벌크 금과 백금은 일반적으로 1000 ° C에서조차도 녹지 않습니다 그러나,이 연구에서 저온 스퍼터링은 프로토 타입에 나노 입자 금속 물질을 증착하는 것으로 알려져있다 구조의 열 안정성은 나노 구조와 관련하여 구조의 열 안정성이 감소하는 것으로 알려져 있으며,이 특성은 금형의 안정성에 영향을 준 것으로 생각된다 결과적으로, 텅스텐은 구조를 최대 1000 ° C까지 유지할 수있는 유일한 금형 재료라는 것이 밝혀졌습니다 금색과 백금은 열 세트 수지와 같은 저온 공정에서 사용될 수 있습니다 텅스텐은 유리 재료 또는 낮은 융점 금속을 사용하여 성형을 붓는 금형으로 사용될 수 있습니다 에폭시 수지와 동일한 방식으로, 용융 유리를 텅스텐 몰드에 붓고 마이크로 미터 크기의 렌즈 구조를 갖는 복합 눈 렌즈 및 항 -FOG 효과가 형성되었음을 확인 하였다

이 연구에서는 다양한 재료를 프로토 타입으로 사용하여 나노 구조를 금형에 복사하는 기술을 개발했습니다 프로토 타입 및 광범위한 금형 재료 옵션으로서 미세 구조의 재현성은 가공 비용을 줄일 수 있음이 밝혀졌습니다 앞으로, 우리는 처리하기가 어렵다는 낮은 융점 수지에서 기능성을 나타내는 나노 구조를 형성하고, 기능적 나노 구조의 질량 생산을 입증하기 위해 바카라 주소를 생산할 것입니다 또한, 잠자리의 복합 눈 재현과 관련하여, 바카라 주소로 렌즈를 반복적으로 제조하는 능력은 광학 특성 최적화 및 복합 눈 이미징의 이미지 처리와 같은 실제 적용에 대한 연구를 가속화 할 것으로 예상된다 우리는 원래 크기로 잠자리의 360 ° 시야를 재현하는 기술을 만드는 것을 목표로하며, 드론의 사고 예방 및 자율 주행에 기여합니다

게시 된 잡지 :고급 재료 인터페이스
논문의 제목 : 생체 모방 구조 설계를 가진 잠자리에서 영감을 얻은 화합물 렌즈
저자 : Kenshin Takemura, Taisei Motomura, Wataru Iwasaki, Nobutomo Morita, Kazuya Kikunaga
doi : 101002/admi202400480

나노 구조

원자 또는 분자 수준에서 1/1 mm 스케일 수준의 현미경 구조 재료의 독특한 모양과 특성은 빛, 전기 및 열과 같은 물리적 현상을 제어 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

몰딩

녹은 재료를 바카라 주소에 붓고 냉각하고 굳어짐으로써 제품의 모양을 생성하는 제조 기술 이 방법은 플라스틱, 금속 및 유리와 같은 재료에 적용되며 대량 생산에 사용할 수있는 효율적인 공정으로 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

고성능 재료

기존 재료로 달성하기 어려운 특수 기능을 갖춘 재료 이 재료에는 빛, 힘 및 화학 자극과 같은 외부 입력에 대해 스스로 변화하는 특성이 있습니다[참조로 돌아 가기]

복잡한 눈

많은 작은 눈으로 형성된 절지 동물에서 볼 수있는 눈 날아 다니는 곤충과 갑각류에서 일반적이며 넓은 시력 분야와 운동을 감지하는 능력이 높습니다 잠자리의 복합 눈은 약 20,000 개의 개별 눈으로 구성되어 있으며 거의 360 °의 시야를 덮고 있으며, 뒤에서 자연적인 적의 공격을 피하고 잔디에서 음식의 작은 움직임을 포착하는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

Femtosecond Laser

펨토초의 펄스 폭이 매우 짧은 레이저 (펨토초 1 개는 1000 조 초입니다) 이 초시트 펄스 레이저를 사용하면 정확한 비열 처리가 가능합니다[참조로 돌아 가기]

금속 필름 형성

박막을 형성하기 위해 기판 표면에 금속이 코팅되는 공정 이 과정을 통해 기질은 기밀성, 내열성 및 장기 신뢰성과 같은 특성을 향상시킬 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

Magnetron Sputter

스퍼터링의 유형은 금속 또는 합금과 같은 표적 재료로부터 미세 입자를 분무하여 기판 상에 박막을 형성하는 기술입니다 마그네트론 스퍼터링에서, 자석을 표적 재료의 뒷면에 놓아서, 이에 따라 표적 재료의 표면 근처의 플라즈마에서 하전 입자를 국소화한다 유기 물질 및 저 융점 금속에서 높은 융점 금속에 이르기까지 다양한 재료를 사용하여 다양한 재료와 필름 형성이 있습니다[참조로 돌아 가기]

플라즈마

이온, 전자 및 라디칼과 같은 입자로 구성된 고 에너지 상태의 재료 형태 고체, 액체 및 가스를 따르는 "네 번째 물질 상태"라고도합니다 예를 들어, 강한 전자기장에 노출되어 생성됩니다[참조로 돌아 가기]

학년

자기장의 방향과 강도를 나타내는 가상의 선 자기장의 존재를 표현할 때, 자기장의 방향은 선의 방향에 의해 표현 될 수 있으며, 자기장의 강도는 선의 밀도에 의해 표현 될 수있다[참조로 돌아 가기]

금속 박막

금,은, 알루미늄 등으로 코팅 된 박막 반도체 배선 프로세스 및 미러 반사 개선을 포함하여 다양한 방식으로 적용되었습니다 또한 제품의 설계 및 기능을 향상시키는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

에폭시 수지

에폭시 화합물로 생성 된 열 세트 수지의 유형 높은 기계적 강도, 높은 내열성 및 높은 전기 절연 특성을 특징으로합니다[참조로 돌아 가기]

반 포지 기능

응축으로 인한 미세한 물방울으로 인해 렌즈 및 유리와 같은 표면과 같은 표면을 방지하는 기능 건축 자재, 차량 창문, 욕실 거울 및 안경 렌즈와 같은 가시성이 중요한 응용 분야에서 사용됩니다[참조로 돌아 가기]