突破性科技：超強抗刮藍寶石，引領未來應用新潮流

想像一下，手機螢幕無論摔落多少次都完好如初，眼鏡不再有反光困擾，擋風玻璃也不會積塵。這些願景，或許很快就會成真，這要歸功於德州大學奧斯汀分校（UT Austin）的研究團隊所開發的一種新型藍寶石製造技術。

藍寶石不僅是珍貴的寶石，更因其卓越的硬度，在國防、消費性電子等領域備受重視。然而，這種材料的特性也使其在微型化製造上極具挑戰性。對此，機械工程系副教授張志豪（Chih-Hao Chang）帶領的團隊，開發出一種創新的藍寶石奈米結構，成功克服了這一難題。

這項研究發表於《Materials Horizons》期刊，團隊所開發的藍寶石奈米結構展現了前所未有的高長寬比，使其在保持硬度和剛性的同時，具備了抗霧、抗塵、抗反光等多重功能。研究團隊成員、張志豪實驗室的博士畢業生簡坤傑（Kun-Chieh Chien）表示：「這非常令人振奮，因為奈米結構通常被認為脆弱，但用藍寶石製造則能解決這一問題。」

受蛾眼結構的啟發，藍寶石奈米結構的錐形輪廓增強了光線透射並減少反光。其高表面能與長寬比，創造出超親水錶面，有效防止起霧。此外，這些結構還能經過處理成為超疏水錶面，讓水滴迅速滾落，模仿荷葉效應。

團隊成員、研究生Mehmet Kepenekci強調：「我們的藍寶石奈米結構不僅多功能，還具備機械強度，非常適合用於需要高耐用性和效能的應用場景。」

這項技術的潛在應用廣泛。對消費者而言，它可能帶來在複雜光線條件下更易閱讀的智慧型手機、不起霧的鏡片與窗戶，以及不易反光的相機鏡頭和耐用的擋風玻璃。在太空探索領域，其抗塵特性可確保關鍵裝置在其他星球登陸任務中不會被灰塵覆蓋。此外，它還能應用於國防領域，製造更強大的紅外線感測器與防護窗。

負責灰塵附著實驗的學生Andrew Tunell指出：「我們的自潔藍寶石表面僅靠重力就能維持98.7%的無塵區域，這比現有的防塵技術有顯著提升，特別適合在無法輕易取得清潔用水的太空環境中使用。」

展望未來，研究團隊計劃進一步提升這項技術，包括擴大製造規模以應用於更大的樣本、改善機械與化學效能，並探索更多實際應用場景。這項突破性的藍寶石奈米結構技術，無疑將為多個領域帶來革命性的改變。

參考文獻：Kun-Chieh Chien, Mehmet Kepenekci, Andrew Tunell, Chih-Hao Chang, Scratch-resistant sapphire nanostructures with anti-glare, anti-fogging, and anti-dust properties, Materials Horizons, 11 February 2025. DOI: 10.1039/D4MH01844C