Επιστήμονες ανακάλυψαν μια νέα τεχνική κατά την οποία χρησιμοποιείται μια λεπτή στρώση χρυσού για να μην δημιουργείται θόλωμα στα γυαλιά.
Δεν θα ήταν υπέροχο αν υπήρχε ένας τρόπος να εξασφαλίσουμε ότι τα γυαλιά, τα παράθυρα και τα παρμπρίζ μας θα παρέμεναν πάντα απαλλαγμένα από το θόλωμα; Όλα αυτά είναι εφικτά πλέον χάρη σε μια νέα διαφανή επίστρωση με βάση τον χρυσό που δεν επιτρέπει σε επιφάνειες να θολώσουν.
Αυτή η νέα διαφανής στρώση χρυσού θα προσφέρει τεράστια οφέλη στους ανθρώπους που φορούν γυαλιά σε διάφορα περιβάλλοντα. Για παράδειγμα, οι εργαζόμενοι σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, όπως εργοστάσια συγκόλλησης ή εργοτάξια, δεν θα χρειάζεται πλέον να ανησυχούν για τα θολά γυαλιά λόγω του ιδρώτα ή της ζέστης. Επιπλέον, οι αθλητές και οι λάτρεις της υπαίθρου που φορούν γυαλιά ενώ αθλούνται ή συμμετέχουν σε δραστηριότητες σε θερμά κλίματα θα επωφεληθούν επίσης από αυτή την τεχνολογία, καθώς δεν θα χρειάζεται πλέον να σκουπίζουν συνεχώς τους φακούς τους. Τέλος, οι επαγγελματίες υγείας θα μπορούν να ανησυχούν λιγότερο για το θόλωμα όταν φορούν μάσκες και γυαλιά- αυτό θα μπορούσε να συμβάλει στη βελτίωση της ασφάλειας των ασθενών σε νοσοκομεία και κλινικές σε όλο τον κόσμο.
Δείτε επίσης: Artemis I – NASA: Το Orion επιστρέφει από τη Σελήνη
Ερευνητές από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (ETH Zurich) επινόησαν μια αξιοσημείωτη, διαρκή απάντηση στα προβλήματα ομίχλης που αντιμετωπίζουμε. Πρόσφατα υπέβαλαν αίτηση για ένα εξαιρετικά λεπτό και διαφανές κάλυμμα χρυσού που επιτελεί την αντιθαμβωτική δράση που αφαιρεί ή προλαμβάνει την θολότητα στις επιφάνειες.
Η προηγμένη ειδική επικάλυψη εκμεταλλεύεται το οξείδιο του τιτανίου και το χρυσό για να απορροφήσει ουσιαστικά τις υπέρυθρες ακτινοβολίες του ήλιου, με αποτέλεσμα να θερμαίνεται αρκετά για να διώξει την θολότητα από οποιαδήποτε επιφάνεια.
Αυτή η στρώση χρυσού χρησιμοποιεί τη θερμότητα του ήλιου για να αποτρέψει τα θολά γυαλιά. Ενδιαφέρον είναι ότι σχεδόν η μισή ηλιακή ενέργεια προέρχεται από το υπέρυθρο φως, το οποίο δεν μπορούμε να δούμε με τα ανθρώπινα μάτια μας!
Η επιλεκτική απορρόφηση της χρυσής επίστρωσης του κοντινού υπέρυθρου ηλιακού φωτός αποτρέπει την εμφάνιση θολότητας, θερμαίνοντας την επιφάνεια έως και 8°C. Το υπόλοιπο 50 % του ηλιακού φωτός δεν απορροφάται από τη χρυσή επίστρωση.
“Για να επιτύχουμε αυτό το αποτέλεσμα θερμικής επεξεργασίας, κατασκευάζουμε μία στρώση χρυσού πολύ ακριβούς πάχους – σαν ένα κατώφλι. Αυτό πυροδοτεί μια αξιοσημείωτη οπτική ανωμαλία η οποία απορροφά εκτενώς το υπέρυθρο φως σε μόλις 10 νανόμετρα.” Όπως εξήγησε στην IE ο Iwan Haechler, ένας από τους διδακτορικούς φοιτητές στο ETH της Ζυρίχης και συν-συγγραφείς της μελέτης, “Αυτό οδηγεί σε αξιοσημείωτη απορρόφηση”.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η επικάλυψή τους αποτελείται από ένα σάντουιτς από οξείδιο τιτανίου πάχους 10 νανομέτρων με ένα λαμπερό στρώμα χρυσού στο κέντρο. Αυτό το μεσαίο χρυσό στρώμα έχει πάχος μόλις το ένα δωδέκατο του πάχους ενός κανονικού φύλλου χρυσού!
Χάρη στην εξαιρετικά λεπτή σύνθεσή της, αυτή η στρώση χρυσού μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί κάτω από άλλες τυποποιημένες επιστρώσεις ως προστασία από γρατσουνιές, ρύπους, χημικά και άλλα. Επιπλέον, είναι κατάλληλη για εύκαμπτα υποστρώματα που δεν θα ραγίσουν ή θα σπάσουν όταν λυγίσουν.
Τα αντιθαμβωτικά σπρέι έχουν σχεδιαστεί για να δημιουργούν ένα λεπτό στρώμα νερού που θα εξαλείψει την θολότητα. Αυτό εφαρμόζει μια υπερυδρόφιλη ιδιότητα που καθιστά την επιφάνεια φυσικά ελκυστική για το νερό, αλλά την καθιστά ευάλωτη στη μόλυνση.
Τα σπρέι δεν τραβούν μόνο νερό, αλλά και βρωμιά, σκόνη, λάδι και άλλα ξένα υλικά. Με έστω και ένα μικρό στρώμα ρύπων στην επιφάνεια τα προστατευτικά στρώματα αυτών των προϊόντων τα καθιστούν εντελώς αναποτελεσματικά.
Αντιθέτως, έχουμε αυτές τις αξιοσημείωτες υπερυδρόφοβες επιστρώσεις που απωθούν το νερό. Η πρόκληση με αυτές είναι η επεκτασιμότητά τους – ιδιαίτερα σε γυάλινες επιφάνειες. Όπως και η χρυσή στρώση, η υπερυδρόφοβη τεχνολογία απαιτεί επίσης θέρμανση για να αποφευχθεί το θόλωμα – ωστόσο, αντί για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως το ηλιακό φως, η ηλεκτρική ενέργεια παράγει την απαραίτητη θερμική ενέργεια.
Δείτε επίσης: Η Κίνα θέλει να ενισχύσει τον δικαστικό τομέα με AI
Για το λόγο αυτό, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η υδρόφοβη στρώση είναι ένας αναποτελεσματικός και μη βιώσιμος τρόπος για τη διατήρηση μιας επιφάνειας χωρίς θολότητα.
“Θέλαμε να δώσουμε έμφαση στη δύναμη της ηλιακής ενέργειας και στο πώς μπορούμε να αντικαταστήσουμε τεχνολογίες με μηχανική. Με τη χρήση της επικάλυψής μας, όχι μόνο εξοικονομούμε ενέργεια για τη θέρμανση, αλλά και μειώνουμε την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας γενικότερα” – έναν στόχο που ο Haechler μοιράστηκε με την IE.
Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει τα δεδομένα, ειδικά για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Κανονικά, οι παραδοσιακοί κινητήρες εσωτερικής καύσης παράγουν αρκετή θερμότητα για να ξεθαμπώσουν τα παρμπρίζ – κάτι που δεν είναι δυνατό με τα ηλεκτρικά οχήματα, καθώς δεν φτάνουν σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας την στρώση χρυσού που προτείνεται για αυτά τα θολά τζάμια, μπορούμε να εξασφαλίσουμε την αποτελεσματική απομάκρυνση της θολότητας χωρίς να δαπανήσουμε επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια!
Η στρώση με χρυσό όχι μόνο χρησιμοποιεί μια φυσική πηγή ενέργειας (το ηλιακό φως) για να μην έχετε θολά τζάμια, αλλά παράγεται επίσης με τυποποιημένες, οικονομικά αποδοτικές μεθόδους. Παρόλο που η τεχνική αυτή χρησιμοποιεί καθαρό χρυσό, θα μπορούσε η κατασκευή γυαλιών ή καλυμμάτων ομίχλης παρμπρίζ αυτοκινήτου με τη χρήση αυτής της μεθόδου να είναι εμπορικά βιώσιμη.
Ο Haechler ανέλυσε την έρευνα, δηλώνοντας ότι “Δεδομένου ότι το στρώμα χρυσού είναι μόνο 5 nm λεπτό, απαιτείται μια ελάχιστη ποσότητα χρυσού. Αν αναλυθεί σε ένα τετραγωνικό μέτρο υλικού, απαιτούνται περίπου 100 mg, δηλαδή 0,3 mg για ένα μέσο ζευγάρι γυαλιά (2×15 cm2). Αυτό σημαίνει ότι το κόστος ανά ζευγάρι ανέρχεται σε μόλις 0,017 USD”.
Με εκπληκτικά χαμηλό κόστος, η στρώση αυτή προσφέρει μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι απαιτεί κάποιο βαθμό ηλιακής ακτινοβολίας για να είναι επιτυχής- ωστόσο, οι ερευνητές έχουν ήδη καταθέσει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και αναμένουν την έγκριση. Μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι αυτό το αξιοσημείωτο προϊόν θα φτάσει σύντομα στα ράφια όλου του κόσμου έτσι ώστε να μην έχει κανείς θολά γυαλιά!
Τα επαναστατικά ευρήματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο Nature Nanotechnology, ένα κορυφαίο περιοδικό.
Πηγή: interestingengineering.com
