Nowe, przezroczyste szkło opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Zhejiang w Chinach potrafi samodzielnie usunąć do 98% zanieczyszczeń z powierzchni – bez użycia wody, chemikaliów czy dużego zużycia energii.
Brudne szyby to problem powszechny – od domowych okien, przez szklane elewacje drapaczy chmur, aż po panele słoneczne w pustynnych rejonach. Ich czyszczenie jest kosztowne, czasochłonne i często nieefektywne. Szczególnie w trudnych warunkach środowiskowych. Chińscy naukowcy odpowiedzieli na ten problem nowatorskim rozwiązaniem. Opracowali cienkie, samoczyszczące szkło wykorzystujące pole elektryczne.
Rewolucyjna technologia może znaleźć zastosowanie m.in. w panelach fotowoltaicznych, szybach wieżowców i dachach szklarni.
Skuteczne usuwanie kurzu – bez wody, bez chemii
Badacze z Uniwersytetu Zhejiang odkryli, że cząstki zanieczyszczeń zachowują się nietypowo pod wpływem zmiennego pola elektrycznego. Nie tylko przesuwają się po powierzchni, ale w wielu przypadkach dosłownie „odskakują” od szkła. Dzięki temu możliwe jest błyskawiczne usunięcie nawet 98% cząstek – zarówno organicznych, jak i nieorganicznych – bez potrzeby stosowania płynów, środków chemicznych czy mechanicznego tarcia.
Nowe szkło opracowane w Chinach ma zaledwie 0,62 mm grubości i jest w pełni przezroczyste. Jego działanie opiera się na wbudowanych, niemal niewidocznych elektrodach, które generują pole elektryczne. Co ważne, proces czyszczenia trwa zaledwie kilka sekund. Wymaga przy tym minimalnej ilości energii.
Ochrona na dłużej – „efekt osłony cząsteczkowej”
To jednak nie wszystko. Nowe szkło nie tylko usuwa kurz, ale również zapobiega jego ponownemu osadzaniu się. Gdy pole elektryczne jest aktywne odpycha od powierzchni szkła cząsteczki zanieczyszczeń unoszące się w powietrzu. Badacze nazwali to zjawisko „efektem osłony cząsteczkowej”. Zmniejsza ono gromadzenie się kurzu z powietrza aż o 90%.
Dzięki temu technologia idealnie sprawdza się w miejscach narażonych na częste burze piaskowe lub intensywne zapylenie. Zapewnia przy tym wysoką przepuszczalność światła widzialnego. Tylko minimalna część jest blokowana, głównie w zakresie podczerwieni.
Praktyczne zastosowania i gotowość do produkcji
Nowe samoczyszczące szkło może znaleźć szerokie zastosowanie – od paneli słonecznych i szyb samochodowych, po dachy szklarni i okna wysokościowców. Wszędzie tam, gdzie liczy się zarówno czystość, jak i efektywność energetyczna, nowa technologia może przynieść istotne oszczędności.
Co równie ważne, proces produkcji szkła nie wymaga egzotycznych materiałów ani specjalistycznych maszyn. Elektrody są nanoszone na taflę szkła metodą fotolitografii, a całość pokrywana jest cienką warstwą ochronną. Technologia jest zgodna z obecnymi liniami produkcyjnymi, co umożliwia jej szybkie wdrożenie na skalę przemysłową.
Opublikowano w „Advanced Science”
Szczegóły badań nad nowym szkłem zostały opisane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Advanced Science. Jeśli technologia trafi do masowej produkcji, może na zawsze zmienić sposób, w jaki dbamy o czystość szklanych powierzchni. Wyeliminuje konieczność kosztownego czyszczenia i zwiększy wydajność systemów fotowoltaicznych pracujących w trudnych warunkach.
Foto: Peggy und Marco Lachmann-Anke z Pixabay