TRANSPARENCIA ÓPTICA

El paso o la transmisión de la luz a través de un material no implica necesariamente la capacidad de ver a través de él. En términos genéricos, un material transparente, tiene componentes con un índice de refracción uniforme mientras que un material translúcido, en cambio, está formado por componentes con diferentes índices de refracción. Este último sistema permite el paso de la luz pero no facilita la visibilidad a través de él. Los materiales que no permiten la transmisión de la luz se denominan opacos.

La transparencia óptica se refiere al paso de la luz a través de un material, sin dispersión apreciable. Es una de las propiedades funcionales más importantes de las cerámicas transparentes. Esto determina, por ejemplo, el buen funcionamiento de una célula solar cuando la ventana de vidrio que la cubre dispersa menos luz, y permite una mejor captación de luz o incluso el buen funcionamiento de un microscopio, una lente de cámara o un láser. 

Sin embargo, conseguir una verdadera transparencia óptica no es tarea para los materiales granulares o microscópicos convencionales.

EL RETO DEL DISEÑO

La transparencia óptica de los materiales policristalinos (por ejemplo, metales y cerámicas) está limitada por la cantidad de luz que se dispersa por sus características estructurales, como los poros y los límites de los granos. La dispersión de la luz depende de la longitud de onda de la misma. Por lo tanto, se espera que surjan límites en las escalas espaciales de visibilidad, dependiendo de la longitud de onda de la luz, así como de la dimensión física del centro de dispersión (por ejemplo, el límite del grano o el poro), dentro de un vidrio o cerámica. Los poros microscópicos de las cerámicas sinterizadas, situados en las uniones de los granos microcristalinos de los materiales cerámicos convencionales, provocan la dispersión de la luz e impiden alcanzar una verdadera transparencia.

El tamaño de un centro de dispersión viene determinado en gran parte por el tamaño de las partículas cristalinas presentes en la materia prima, durante el desarrollo o la formación del objeto de vidrio o cerámica. Ni que decir tiene que la reducción del tamaño de las partículas de la materia prima muy por debajo de la longitud de onda de la luz visible (~ 0,5 μm o 500 nm), elimina una cantidad sustancial de dispersión de la luz.  

Una reducción del tamaño de las nanopartículas cerámicas muy por debajo de las dimensiones de aproximadamente 1/15 de la longitud de onda de la luz que se utiliza, da como resultado un material cerámico o de vidrio que es translúcido o incluso, si se desea, transparente. Esto implica que, para la luz blanca, el tamaño de grano de las partículas debe ser muy inferior a 40 nanómetros (nm). Las investigaciones demuestran que la fracción de volumen total de los poros a nanoescala (tanto inter como intragranulares) dentro de la cerámica debe ser inferior al 1% para conseguir una transmisión óptica de alta calidad.

De ahí que la uniformidad de las partículas y las partículas ultrafinas a nanoescala (muy por debajo de 40 nm o 0,04 μm) se conviertan en factores muy determinantes para el desarrollo de sistemas de vidrio y/o cerámica con propiedades opto-mecánicas superiores. 

NUESTRA  SOLUCIÓN

Los nanomateriales Quant-Ceramic tienen unas dimensiones medias por debajo de los 20 nanómetros. Ofrecen lo necesario para conseguir sistemas cerámicos transparentes.

IMPLEMENTACIÓN

Las cerámicas transparentes pueden conseguirse mediante procesos de sinterización a baja temperatura de nuestros nanopolvos atómicamente modificados y de gran pureza.

 El cliente tiene la libertad de utilizar sólo nuestras cerámicas cuánticas o utilizarlas como "relleno" para minimizar la densidad de los poros en sus sistemas existentes, antes de la sinterización. Sin embargo, el primer enfoque es necesario para un diseño más eficaz.

OTRAS  APLICACIONES

Con nuestros nanopolvos ultrafinos modificados en su estructura atómica, permitimos el desarrollo de cerámicas transparentes de alto rendimiento, que ofrecen un peso más ligero, un refuerzo mecánico, una mejora del transporte térmico para la conservación de la energía, resistencia a las manchas, protección antimicrobiana y antifúngica sin necesidad de fotoactivación, para una mayor durabilidad y conservación estética. Sea la aplicación objetivo un conjunto de componentes láser de estado sólido, pantallas de smartphones o dispositivos portátiles, fibras ópticas, lentes para microscopios y cámaras, guías de ondas o paredes de vidrio y ventanas de paneles solares técnicamente exigentes.