Chế tạo thành công màng phủ kị nước cho kính quan dùng trong an ninh quốc phòng và dân sự

Trong kỹ thuật an ninh quốc phòng, kính quan sát có vai trò rất quan trọng, tùy theo mục đích sử dụng mà người ta chế tạo ra các loại kính quan sát khác nhau. Để đảm bảo tính chính xác về mặt quang học, vấn đề bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa kính quan sát luôn là nhiệm vụ được các đơn vị kỹ thuật quan tâm. Với khí hậu nóng, ẩm của nước ta, kính quan sát sau một thời gian sử dụng thường xuất hiện vết mờ, mốc, làm giảm và mất tính năng kỹ thuật của kính. Nguyên nhân mờ là do trong quá trình sử dụng, kính tiếp xúc với môi trường có độ ẩm cao, gây đọng ẩm trên bề mặt, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển và tiết ra các axit hữu cơ như axit oxalic, citric, gluconic,… gây ăn mòn kính.

Để hạn chế khả năng mờ, mốc cho kính quan sát, có nhiều phương pháp bảo quản kính, như sử dụng khí trơ, chế phẩm chống mốc, hòm hộp bao gói kín,... Tuy nhiên, kính sau bảo quản đưa vào sử dụng thường bị mờ, đặc biệt khi sử dụng trong môi trường biển đảo. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới như Nga, Mỹ, Nhật,... đã sử dụng màng phủ kị nước trên cơ sở các hợp chất cơ silic để bảo quản kính quan sát. Đây là công nghệ bảo quản mới cho kính quan sát.

Vật liệu tạo màng phủ cho kính quan sát đòi hỏi yêu cầu về tính trong suốt rất cao, trong khi việc mua các vật liệu này gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy, Viện Hàn lâm KHCNVN đã phê duyệt đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu tạo màng phủ kị nước cho kính quan sát ban ngày ứng dụng trong bảo quản và sử dụng các trang bị kỹ thuật An ninh - Quốc phòng”, mã số: VAST.NĐP.05/16-17, do Trung tâm Phát triển công nghệ cao thực hiện từ tháng 06 năm 2016 đến tháng 12 năm 2017. Đây là đề tài hợp tác Bộ, ngành, địa phương với Viện Hóa học – Vật liệu, Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, do TS. Lương Như Hải và TS. Vũ Minh Thành làm chủ nhiệm.

Mục tiêu chính của đề tài là: Chế tạo vật liệu kị nước cho kính quan sát phục vụ quá trình sửa chữa, bảo quản, sản xuất mới kính quan sát, kính kỹ thuật phục vụ đảm bảo An ninh - Quốc phòng và Kinh tế. Thiết lập các quy trình chế tạo sản phẩm, quy trình tạo màng phủ và quy trình thử nghiệm sản phẩm trên thực địa.

Ngày 16/4/2018, đề tài đã được Hội đồng nghiệm thu đánh giá kết quả đạt loại xuất sắc. Đề tài thu được các kết quả sau: Phân lập và xác định được 04 chủng nấm mốc gây mờ kính quan sát là Cladosporium tenuissium, Ramichloridium sp, Scopulariopsis brumptii và một chủng chưa định danh, trong đó 03 chủng nấm mốc định danh là rất phổ biến trong tự nhiên. Lựa chọn được hệ vật liệu tạo màng bảo vệ kính quang học trên cơ sở hợp chất cơ silic là polyethylhydrosiloxane (PEHS) và methyltriethoxysilane (MTES) với dung môi isopropanol.

Thành công trong việc đưa ra quy trình công nghệ chế tạo vật liệu tạo màng phủ kị nước cho kính quan sát, với thành phần chính là PEHS: MTES tỉ lệ 1:1 về thể tích, với hàm lượng 0,2% chất chống nấm mốc trimetyltin clorua. Dung dịch vật liệu tạo màng có độ trong suốt và độ nhớt thấp.

Thiết lập được tiến trình phủ vật liệu tạo màng phủ kị nước cho kính quan sát. Màng phủ liên kết tốt với nền kính; không làm thay đổi tính quang học của kính; chiều dày trung bình của màng phủ là 14,7 nm; khả năng ngăn cản sự phát triển của nấm mốc: 3 tuần nuôi cấy; khả năng chịu sương muối: 5KB; góc tiếp xúc giọt nước đạt 114,09o và độ truyền qua đạt 99,5%.

Thử nghiệm thành công vật liệu tạo màng phủ kị nước trong các điều kiện khác nhau, như trong phòng thí nghiệm, tại Xí nghiệp X23/Tổng cục Công nghiệp quốc phòng, một số đơn vị trong lực lượng công an tỉnh Hòa Bình và Nam Định, và môi trường biển đảo tại trạm đặt mẫu Đồ Sơn, Hải Phòng của Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Bộ quốc phòng.

Đối với ứng dụng trong lĩnh vực dân sự đây là tin vui đối với những người thường xuyên phải sử dụng kính cận và viễn. Màng phủ kỵ nước trên kính sẽ giúp người dùng không gặp khó khăn về tầm nhìn khi đi trong trời mưa hay khi ăn uống đồ nóng.