来自鳞翅目昆虫的蛾眼特写。(图片来源：Muhammad Naaim) 蛾眼和荷叶可能对触摸屏的未来至关重要。佛罗里达大学中央大学和台湾大学的研究人员设计了一种受蛾眼启发的抗反射涂层。该涂层比商业上最好的防眩光技术反射的光线少约 10 倍。
光学特性
观看手机显示屏的能力在于显示屏亮度和反射环境光之间的竞争。依靠过亮的屏幕来压倒反射光会消耗电池寿命。另一种解决方案是通过遮挡手机来减少环境光，但这也不是理想的。康宁公司（Corning Inc.）的研究助理 Shandon Hart 指出，便利性并非唯一的考量。“当你在车里，你的显示屏或仪表板出现眩光时，这实际上可能是一个安全问题，”他说。抗反射涂层旨在尽可能多地捕获环境光；任何未被捕获的光都会被反射回来，产生眩光。2015 年，DisplayMate Technologies 认定 iPad Mini 4 的抗反射涂层是市场上最好的，仅反射 2% 的环境光。然而，蛾眼抗反射涂层仅反射所有入射光的 0.23%。那么他们是如何做到的呢？
制造
仔细观察蛾子的眼睛，就像一个致密的、网状的屏幕。它们是黑色的，尽可能多地吸收光线，以减少任何会暴露其位置给捕食者的闪光。这是通过表面纳米级的凹坑实现的，这些凹坑有效地在空气和玻璃之间产生了折射率的梯度变化。
(图片来源：Guanjun Tan) “我们首先用二氧化硅纳米颗粒制作一个模板，”光学和光子学教授、该研究的主要研究员 Shintson Wu 说，该研究周四发表在《Optica》杂志上。“[纳米颗粒的] 直径约为 100 纳米，颗粒之间的间隙约为 10 纳米。”作为参考，红细胞的平均直径约为 7,500 纳米。然后将纳米颗粒薄片压到屏幕表面，留下微小的球形凹坑。
机械性能
基底也被设计成柔性的。“显示屏的未来是柔性显示屏，”佛罗里达大学中央大学的 Lei Zhai 教授说。在实践中，这会以涂层硬度为代价。Hart 说，所示的硬度“不足以”用于可能接触金属钥匙、沙子或其他粗糙材料的便携式设备。Wu 说，通过调整材料浓度可以提高硬度，但会牺牲柔性。Wu 设计的另一个仿生特征使用了 Wilhelm Barthlott 的荷叶效应。“荷叶具有自清洁效果，因为表面是疏水的。所以我们也这样做，”他说。最大化疏水性可以最小化污垢粘附到表面的能力。荷叶通过结合蜡质涂层和微观凸起来实现这一点。蛾眼纳米结构模仿了这种效果，并在制造过程中应用了疏水涂层。自清洁对于延长使用寿命至关重要，因为它能防止碎屑填充负责抗反射的孔洞。可扩展性与此同时，Wu 的团队开发了一个光学系统的模拟。“做实验，有时我们会错过最佳值，”Wu 说，所以模型提供了“非常重要的物理见解”。Wu 认为太阳能电池行业（该行业也成功使用了蛾眼纳米结构）可以利用该模型来优化其结构的形状和尺寸，以捕获他们试图捕获的波长。对于商业用途，Wu 和 Hart 都认为该结果可以应用于电视屏幕等产品，但对于触摸屏还需要做更多工作。“这是我们的第一个成果，”Wu 说。“在柔韧性和硬度之间取得适当的平衡非常重要。蛾眼并不灵活。它是弯曲的，但并不灵活。这是一个很好的结构。我们从中获得了灵感。”“挑战总是在细节中，”Hart 说。
