Вікна-самомийки: в Китаї навчилися чистити скло електричним полем

Китайські вчені з Чжецзянського університету розробили скло, що самоочищується, використовуючи електричне поле для видалення пилу та інших частинок з поверхні. 

Частинки забруднюють будь-які поверхні, від вікон до фасадів будинків та поверхонь сонячних панелей. Їхнє видалення зазвичай потребує коштів, часу та чималих зусиль.

У проведених експериментах китайські дослідники продемонстрували, що заряджені частинки під дією змінного електричного поля починають не просто рухатись у бік, а змінюють напрям руху чи взагалі відскокують від поверхні. Багато сучасних методів очистки виявляються неефективними в умовах високої сухості і значної кількості пилу. Такі технології, як електродинамічні екрани, що встановлюються на марсоходах, мають потенціал для видалення пилу без необхідності використання відповідної рідини або абразивного впливу. 

Однак їхня ефективність була обмежена недостатнім розумінням того, як саме рухаються частинки або відділяються від поверхні. За відсутності чітких фізичних моделей науковцям довелось шукати оптимальні конструкції, адже існуючі системи досі не здатні ефективно видаляти дрібний пил, особливо, якщо покриття нерівномірне.

Вивчаючи, як розмір частинок та напруга електричного поля впливають на цей рух, китайські дослідники створили тонке прозоре скло завтовшки 0,62 мм, здатне самоочищуватись від органічних та неорганічних частинок без необхідності втручання людини. При цьому це прозоре скло здатне самоочищуватись буквально за лічені секунди, видаляючи 98% частинок без використання води, хімікатів та значних витрат енергії.

Розробка китайських науковців може призвести до появи комерційного скла, що самоочищується і може використовуватись, наприклад, у якості поверхні для сонячних панелей, вікон у висотних будівлях. Це скло, що самоочищується, не тільки видаляє бруд та пил, а й запобігає їхній повторній появі. Науковці визначили, що електричне поле відштовхує заряджені частинки у повітрі і не дає їм осідати на поверхні.

Дослідники назвали це “ефектом екранування частинок”, який знижує накопичення пилу у повітрі на 90%. Це забезпечує постійний захист в умовах піщаних бурь та високої концентрації пилу у повітрі. Завдяки прозорості скло добре підходить для місць, де важливе гарне освітлення. Воно лише трохи послаблює видиме світло, причому більшість втрат припадає на інфрачервоний діапазон.

Це скло ідеально підходить для сонячних панелей, автівок, дахів, теплиць, та вікон багатоповерхових будинків. Процес виробництва включає травлення електродів на скляній пластині та покриття їх тонкою захисною плівкою без необхідності задіяння високовартісного обладнання. 

Результати опубліковані у журналі Advanced Science

Джерело: Interesting Engineering