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我國科學(xué)家研發(fā)出折射率高度可調(diào)諧的新型光學(xué)材料
近年來，光電信息技術(shù)的快速發(fā)展，使各類顯示產(chǎn)品在日常生活中得到廣泛應(yīng)用，這背后離不開光學(xué)材料的不斷進(jìn)步。
折射率是光學(xué)材料的基本性質(zhì)，高折射率可以降低光學(xué)元件的厚度和曲率，在保持其光學(xué)功能效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)元器件的微型化，拓展其應(yīng)用范圍。不久前，北京化工大學(xué)和京東方科技集團(tuán)股份有限公司的研究人員合作開發(fā)出一種折射率高度可調(diào)諧的透明有機(jī)無機(jī)復(fù)合光學(xué)膠材料。該成果已正式發(fā)表于《工程（英文）》期刊。
早期的光學(xué)元件原材料以玻璃為主，近年來，有機(jī)樹脂基光學(xué)材料因其易成型、重量輕、成本低等優(yōu)勢(shì)，取得快速發(fā)展。然而，目前商品化的有機(jī)光學(xué)樹脂，受限于有機(jī)分子和聚合物鏈的結(jié)構(gòu)特性，其材料折射率普遍被限制在1.4—1.6之間。
針對(duì)這一應(yīng)用痛點(diǎn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于丙烯酸樹脂基紫外光固化光學(xué)膠的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在光電顯示器件中的實(shí)際應(yīng)用需求，通過二氧化鈦納米粒子制備及其與丙烯酸樹脂復(fù)合過程優(yōu)化，研發(fā)出了高透明、高折射率的光學(xué)膠材料。
研發(fā)人員利用電子顯微鏡成像和原子力顯微鏡分析測(cè)試復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，證實(shí)二氧化鈦納米粒子均勻地分散在復(fù)合材料中，固化成膜后的片材具有良好的平整度。當(dāng)二氧化鈦在復(fù)合光學(xué)膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt%（質(zhì)量百分比）時(shí)，復(fù)合材料的折射率可達(dá)1.67（波長589nm）。
經(jīng)紫外線（UV）固化成膜后，該材料的折射率甚至可達(dá)2.0（波長589nm），同時(shí)在可見光范圍內(nèi)保持98%以上的高透明度和小于0.05%的低霧度，且通過壓印工藝可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)光學(xué)微結(jié)構(gòu)的精密加工，可用于制作新型顯示導(dǎo)光板等光學(xué)元件。在論文中，研發(fā)人員展示了利用新型光學(xué)膠制造的微棱鏡型導(dǎo)光膜片，可有效提高照明度并降低能量消耗。未來，該成果有望在精準(zhǔn)醫(yī)療、健康照明和新型顯示產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
