[发明专利]涂层

说明书

优先权要求

本申请要求于2008年6月16日提交的第61/061,806号临时美国专利申请和于2009年5月28日提交的第12/473,803号美国专利申请的优先权，通过引用将上述两件申请的全部内容并入本文。

联邦资助的研究或开发

本发明在由NSF授予的批准号为DMR-0213282的政府资助下完成。政府在本发明中具有特定权利。

技术领域

本发明涉及涂层。

背景技术

聚电解质和/或纳米颗粒的多层可以容易地组装在各种表面上。材料、组装条件和后处理条件的选择可以用于控制最终产物的化学性能、结构性能和光学性能。

发明内容

纳米颗粒和聚合物可以使用层层(LbL)组装在玻璃和环氧树脂基底上在共形的、折射率分级的、有机-无机复合减反射涂层中组合，这种涂层具有显著的光学性能。可以通过根据有效毛细管半径在纳米孔中不同地吸附材料(并且夹带所述材料)来提高折射率分级。稳定的减反射(AR)涂层可以由包括纳米颗粒和聚电解质的层层组装的膜形成。

在一方面，一种表面包含纳米多孔涂层，所述纳米多孔涂层包括具有第一孔隙率的第一厚度和具有与所述第一孔隙率不同的第二孔隙率的第二厚度。

所述第一厚度可以包括具有第一直径的第一多个纳米颗粒。所述第二厚度可以包括具有与所述第一直径不同的第二直径的第二多个纳米颗粒。所述涂层的厚度可以小于500nm，或者小于300nm。所述表面可以是透明的。

所述表面可以包括作为毛细管凝结物的以所述第一孔隙率存在的第一功能化化合物。在所述第二孔隙率会基本上不存在所述第一功能化化合物。所述表面可以包括作为毛细管凝结物的以所述第二孔隙率存在的第二功能化化合物。所述第一功能化化合物和所述第二功能化化合物可以是不同的。

在另一方面，一种涂覆表面的方法包括：将具有第一直径的第一多个纳米颗粒放置在基底上；将具有与所述第一直径不同的第二直径的第二多个纳米颗粒放置在所述基底上。

所述方法可以包括：将所述第一多个纳米颗粒暴露于第一功能性部分。所述方法可以包括：将所述第二多个纳米颗粒暴露于第二功能性部分。所述第一功能性部分和所述第二功能性部分可以是不同的。

在另一方面，一种涂覆表面的方法包括：在基底上放置具有第一折射率的第一厚度的第一材料；在所述基底上放置具有第二折射率的第二厚度的第二材料；将所述第一材料和所述第二材料暴露于功能性部分。

所述方法可以包括：选择包括具有第一尺寸的多个纳米颗粒的第一材料。可以基于期望的第一折射率选择所述第一尺寸。所述方法可以包括：选择包括具有第二尺寸的多个纳米颗粒的第二材料。可以基于期望的第二折射率选择所述第二尺寸。

在另一方面，一种涂覆表面的方法包括：选择能够形成具有第一期望的毛细管半径r_C1的毛细管空隙的第一多个纳米颗粒；在基底上形成涂层，所述涂层包括所述第一多个纳米颗粒；将所述涂层暴露于能够在具有所述第一期望的毛细管半径r_C1的毛细管空隙中形成毛细管凝结物的功能化化合物的蒸气。

所述方法可以包括：选择能够在具有所述第一期望的毛细管半径r_C1的毛细管空隙中形成毛细管凝结物的功能化化合物。

所述方法可以包括：选择能够形成具有第二期望的毛细管半径r_C2的毛细管空隙的第二多个纳米颗粒。可以选择所述第一多个纳米颗粒、所述第二多个纳米颗粒和所述功能化化合物，使得所述功能化化合物能够在具有所述第一期望的毛细管半径r_C1的毛细管空隙中形成毛细管凝结物，但是基本上不能在具有所述第二期望的毛细管半径r_C2的毛细管空隙中形成毛细管凝结物。

在另一方面，一种表面包括纳米多孔涂层，所述纳米多孔涂层包括预先选择的孔隙率和预先选择的功能化化合物，所述功能化化合物在所述孔隙率内毛细管凝结。

所述纳米多孔涂层可以包括多个无机纳米颗粒，所述多个无机纳米颗粒具有在纳米颗粒之间的毛细管空隙。所述功能化化合物可以是聚合物或聚合物前体。

具体地说，涂层可以按照在涂层内的选定的毛细管空间中产生液体凝结的方式来制备。凝结物仅形成在小的毛细管空间中，并不填充所有可获得的多孔空间。通过将涂层暴露于液体的蒸气来将液体引入到涂层。毛细管凝结物不是通过使液体经由吸液或渗透接触涂层来形成。蒸气穿过涂层的多孔空间，并可以在期望的毛细管空间中凝结。通过选择涂层的材料和特性来控制涂层内的凝结物的位置。