211service.com
Naujas metapaviršius naudoja saulę, kad pašalintų miglotus ekranus
Pixabay
Kai akiniai rasoja, tai gali būti nemalonu. Tačiau kai rasoja automobilio priekinis stiklas ar astronauto šalmas, pasekmės gali būti mirtinos. Štai kodėl automobiliai ir kosminiai kostiumai turi savo oro kondicionavimo sistemas, kurios pašalina arba apsaugo nuo rasojimo.
Tačiau oro kondicionavimas yra brangus, didelis ir nekenksmingas aplinkai. Taigi inžinieriai ir medžiagų mokslininkai nori rasti būdą, kaip veiksmingiau užkirsti kelią rasojimui.
Prisijunkite Christopheris Walkeris ir kolegos iš ETH Ciuriche, Šveicarijoje, kurie sukūrė naują medžiagą, kurios savybės nepanašios į nieką gamtoje. Jų medžiaga – arba metapaviršius, kad būtų suteiktas tinkamas pavadinimas – sulaiko saulės spinduliuotę ir panaudoja ją kondensatui sudeginti arba neleisti jam susidaryti. Rezultatas yra veiksmingas ir palyginti pigus būdas išspręsti šią klastingą problemą.
Metapaviršius yra medžiaga, sukurta taip, kad ji turėtų paviršiaus savybių, kurių gamtoje nėra. Jie dažnai sukuriami naudojant pasikartojančius mažesnių vienetų, tokių kaip nanodalelės, modelį.
Šiuo atveju komanda sukuria jų paviršių padengdama silicio dioksido lakštą aukso nanodalelėmis ir užsandarindama juos titano dioksido sluoksniu. Tada jie pakartojo šį procesą, kad sukurtų kelis sluoksnius.
Nanodalelės sugeria dalį į jas patenkančios saulės šviesos, suteikdamos stiklui atspalvį. Tačiau jie taip pat įkaista, todėl stiklo paviršiaus temperatūra pakyla iki 10 °C.
Tai yra raktas, siekiant išvengti rasojimo. Šiluma neleidžia vandeniui kondensuotis arba verčia vandenį išgaruoti.
Svarbus klausimas yra tai, ar šis metodas pranoksta įprastas apsaugos nuo rasojimo technologijas. Dažniausias iš jų yra stiklo padengimas superhidrofiline arba superhidrofobine medžiaga. Jie niekaip neapsaugo nuo kondensacijos, tačiau keičia susidarančių vandens lašelių dydį ir elgseną, dažnai ant paviršiaus sukuriant vientisą ploną vandens sluoksnį.
Siekdama išsiaiškinti, kaip lyginamas metapaviršius, komanda sulygino jį su neapdorotu paviršiumi ir paviršiumi, padengtu superhidrofilinėmis ir superhidrofobinėmis medžiagomis.
Rezultatai įtikinami. Tyrėjai teigia, kad jų naujasis metapaviršius žymiai sumažina kondensacijos greitį ir padidina garavimo greitį, palyginti su kitomis medžiagomis.
Kadangi aukso nanodalelės yra apsaugotos titano oksido sluoksniu, šie paviršiai taip pat yra tvirti. Manome, kad šis tyrimas leis sukurti tvirtesnius ir geresnius pasyvius nuo rasojimo ir rasojimo pašalinančius paviršius, sako jie.
Tai įdomus darbas. Naują metapaviršių gana lengva pagaminti, todėl atsiveria galimybė plataus masto gamybai iš įvairių medžiagų, tokių kaip stiklas ir polimerai. Jie teigia, kad toks požiūris žymiai padidintų tokių programų našumą kaip langai, priekiniai stiklai, elektroniniai ekranai, fotoaparatai, veidrodžiai ir akiniai.
Žinoma, medžiaga išnaudoja saulės šviesą, todėl kyla klausimas, kaip ji gali veikti naktį. Paviršių dar galima nušluostyti arba nuvalyti grynu oru. Tačiau metapaviršius iškelia kitų mechanizmų, pavyzdžiui, dirbtinio apšvietimo šaltinio, galimybę. Ateityje apsaugos nuo rasojimo gali būti taip paprasta, kaip įjungti šviesą.
Nuoroda: arxiv.org/abs/1904.02534 : skaidrūs metapaviršiai, kovojantys su rasojimu panaudojant saulės šviesą