شیشه‌ای که خودش را تمیز می‌کند!

شیشه‌ی نازک و شفافی که الکترودهای محرک با میدان الکتریکی درون آن تعبیه شده‌اند، می‌تواند در عرض چند ثانیه خودش را تمیز کند و تا ۹۸ درصد ذرات را بدون استفاده از آب، مواد شیمیایی یا انرژی زیاد پاک کند.

کد خبر: ۱۳۲۱۳۷۱

تاریخ: ۱۶ مرداد ۱۴۰۴ - ۰۲:۰۰

دانشمندانی از دانشگاه ژجیانگ در شرق چین نوعی جدید از شیشه‌ی خودتمیزشونده توسعه داده‌اند که با استفاده از میدان‌های الکتریکی گرد و غبار و سایر ذرات را از سطح خود پاک می‌کند و راه‌حلی ساده و پایدار برای مشکلی رایج ارائه می‌دهد.

به گزارش تابناک به نقل از ایسنا، آلودگی سطحی ناشی از ذرات، همه‌چیز را از پنجره‌های خانگی گرفته تا نماهای آسمان‌خراش‌ها و صفحات خورشیدی در بیابان‌ها تحت‌ تاثیر قرار می‌دهد و تمیز کردن آن‌ها معمولا زمان‌بر، پرهزینه و نیازمند صرف انرژی است.

پژوهشگران در آزمایش‌های خود، دریافتند که ذرات باردار هنگام قرارگیری در معرض میدان الکتریکی متناوب رفتارهایی غیرمنتظره از خود نشان می‌دهند. به‌جای اینکه فقط به‌صورت افقی حرکت کنند، برخی از ذرات جهت‌شان را تغییر می‌دهند یا حتی کاملا از سطح جدا می‌شوند.

شیشه‌ای که هم ذرات آلی و هم معدنی را از خود پاک می‌کند

بسیاری از روش‌های پاک ‌سازی فعلی در شرایط خشک و غبارآلود کارایی خود را از دست می‌دهند یا نیازمند نگهداری مداوم هستند. یکی از رویکردهای امیدبخش، استفاده از میدان‌های الکتریکی برای حرکت دادن ذرات سطحی است. فناوری‌هایی مانند صفحات الکترودینامیک که حتی در مریخ‌نوردها استفاده می‌شود برای پاک کردن گرد و غبار بدون استفاده از مایعات یا ساییدگی نویدبخش هستند.

با این حال، اثرگذاری این سیستم‌ها به ‌دلیل درک ضعیف از نحوه‌ی شروع حرکت یا جدا شدن ذرات محدود بوده است. بدون مدل‌های فیزیکی روشن، پژوهشگران مجبور بوده‌اند طراحی‌های بهینه را به‌صورت آزمون و خطا انجام دهند و سیستم‌های موجود هنوز در حذف گرد و غبار ریز و پوشش یکنواخت سطح مشکل دارند.

اکنون، پژوهشگران چینی با بررسی اینکه اندازه‌ی ذرات و شدت میدان الکتریکی چگونه بر این حرکت اثر می‌گذارند، موفق به ساخت نوعی شیشه‌ی نازک و شفاف تنها با ۰.۶۲ میلی‌متر ضخامت شده‌اند که می‌تواند بدون هیچ‌گونه دخالت دست، خودش را از ذرات آلی و معدنی پاک کند.

علاوه بر این، شیشه‌ی شفاف می‌تواند در عرض چند ثانیه خودش را تمیز کند و تا ۹۸ درصد ذرات را بدون استفاده از آب، مواد شیمیایی یا انرژی زیاد پاک کند. این پیشرفت می‌تواند راه را برای راه‌حل‌های عملی و خودکار برای تمیز کردن پنل‌های خورشیدی، پنجره‌های ساختمان‌ها، و دیگر سطوحی که نگهداری آن‌ها پرهزینه است، باز کند.

شیشه‌ی خودتمیزشونده از نشستن گرد و غبار جدید جلوگیری می‌کند

این شیشه‌ی خودتمیزشونده نه تنها گرد و غبار موجود را پاک می‌کند، بلکه به جلوگیری از نشستن گرد و غبار جدید نیز کمک می‌کند. پژوهشگران دریافتند که وقتی میدان الکتریکی فعال است، ذرات باردار موجود در هوا منحرف می‌شوند و سطح برای مدت طولانی‌تری تمیز باقی می‌ماند.

گروه تحقیقاتی این اثر را «اثر محافظت در برابر ذرات» یا اثر سپری ذرات نامیده‌اند، که باعث کاهش تقریبا ۹۰ درصدی تجمع گرد و غبار معلق در هوا می‌شود. این موضوع در شرایط طوفان شن و هوای غبارآلود، حفاظت مداومی فراهم می‌کند. از آنجایی که این شیشه شفاف است، در مکان‌هایی که نیاز به عبور نور زیاد وجود دارد به‌خوبی عمل می‌کند. این شیشه فقط اندکی از نور مرئی را کاهش می‌دهد، و بیشتر این کاهش مربوط به ناحیه‌ی مادون قرمز طیف نوری است.

این ویژگی‌ها، این سیستم را برای استفاده در پنل‌های خورشیدی، شیشه‌ی جلوی خودروها، سقف گلخانه‌ها و پنجره‌های ساختمان‌های بلند، جایی که شفافیت و کارایی انرژی اهمیت دارد ایده‌آل می‌سازد. طراحی آن ساده و کاربردی است.

این شیشه از مواد رایج استفاده می‌کند و فرایند ساخت آن که شامل حکاکی الکترودها بر روی صفحه‌ی شیشه و پوشاندن آن‌ها با یک لایه‌ی محافظ نازک است با روش‌های صنعتی فعلی کاملا سازگار است. این بدان معناست که می‌توان آن را به ‌آسانی و در مقیاس بالا بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت یا تخصصی تولید کرد.