وداع همیشگی با پنجره‌های کثیف؛ ساخت شیشه‌های خود تمیزشونده با برق

دانشمندان چینی شیشه‌ی خودتمیزشونده‌ای ابداع کرده‌اند که می‌تواند با استفاده از میدان‌های الکتریکی گرد و غبار را حذف کرده و تمیز بماند.

به گزارش اکوایران، این شیشه نازک و شفاف به الکترودهای هدایت‌شده توسط میدان الکتریکی مجهز است و می‌تواند ظرف چند ثانیه خود را تمیز کرده و تا 98 درصد ذرات را بدون استفاده از آب، مواد شیمیایی یا انرژی زیاد از سطح خود بزداید.

ذرات سطحی، همه چیز از پنجره‌های خانگی گرفته تا نمای آسمان‌خراش‌ها و پنل‌های خورشیدی در بیابان‌ها را آلوده می‌کند و تمیز کردن آن‌ها معمولاً به زمان، تلاش و هزینه نیاز دارد.

پژوهشگران دانشگاه ژجیانگ در شرق چین در آزمایش‌های خود دریافتند ذرات باردار در مواجهه با میدان الکتریکی متناوب رفتارهای غیرمنتظره‌ای نشان می‌دهند. به طوریکه به جای حرکت صرفاً به سمت کناره‌ها، برخی ذرات جهت خود را معکوس کرده  یا حتی کاملاً از سطح جدا می‌شوند.

شیشه‌ای که خود را از ذرات آلی و غیرآلی تمیز می‌کند

بسیاری از روش‌های تمیز کردن کنونی در شرایط خشک و پرگردوغبار ناکارآمد هستند یا نیاز به نگهداری مداوم دارند. یک رویکرد امیدوارکننده استفاده از میدان‌های الکتریکی برای جابه‌جایی ذرات سطحی است. فناوری‌هایی مانند صفحه‌های الکترودینامیک که حتی در مریخ‌نوردها استفاده شده‌اند پتانسیل حذف گرد و غبار بدون نیاز به مایعات یا سایش را نشان می‌دهند.

با این حال، اثربخشی آن‌ها به دلیل شناخت ناکافی از چگونگی شروع حرکت یا جدا شدن ذرات محدود شده است. محققان بدون مدل‌های فیزیکی واضح، مجبور بودند طرح‌های بهینه را حس بزنند. سیستم‌های موجود نیز همچنان با گرد و غبار ریز و پوشش ناهموار مشکل دارند.

IE نوشت، اکنون، محققان با مطالعه تأثیر اندازه ذرات و قدرت میدان الکتریکی بر این حرکت، شیشه‌ای نازک و شفاف با ضخامت تنها 0.62 میلی‌متر ساختند که می‌تواند بدون هیچ تلاش دستی، خود را از ذرات آلی و غیرآلی تمیز کند.

علاوه بر این، این شیشه شفاف می‌تواند در چند ثانیه خود را تمیز کند، تا 98 درصد ذرات را بدون استفاده از آب، مواد شیمیایی یا انرژی زیاد از بین ببرد. این پیشرفت می‌تواند به ارائه راه‌حل‌های خودتمیزشونده عملی برای پنل‌های خورشیدی، پنجره‌های ساختمان‌ها و سایر سطوحی که نگهداری آن‌ها پرهزینه است منجر شود.

ممانعت از نشستن گرد و غبار جدید

این شیشه خودتمیزشونده نه تنها گرد و غبار موجود را، حذف ، بلکه از نشستن گرد و غبار جدید نیز جلوگیری می‌کند. محققان دریافتند که وقتی میدان الکتریکی فعال است، ذرات باردار در هوا را منحرف می‌کند و سطح را برای مدت طولانی‌تری تمیز نگه می‌دارد.

پژوهشگران این پدیده را اثر محافظت از ذرات نامیده‌اند، که تجمع گرد و غبار موجود در هوا را تا نزدیک به 90 درصد کاهش می‌دهد. این ویژگی حفاظت مداوم در برابر طوفان‌های شن و آب‌وهوای پرگردوغبار فراهم می‌کند. از آنجا که شیشه شفاف است، در مکان‌هایی که نور شفاف اهمیت دارد عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهد. این شیشه تنها کمی نور مرئی را کاهش داده و بیشتر افت در طیف مادون قرمز رخ می‌دهد.

این ویژگی سیستم را برای پنل‌های خورشیدی، شیشه‌های جلوی خودرو، سقف‌های گلخانه‌ای و پنجره‌های ساختمان‌های بلند که دید شفاف و بهره‌وری انرژی ضروری است، ایده‌آل می‌کند.

این شیشه که طراحی ساده و کاربردی دارد، از مواد رایج استفاده می‌کند و فرآیند تولید، که شامل حکاکی الکترودها روی ورقه شیشه‌ای و پوشاندن آنها با یک پوشش محافظ نازک است، با روش‌های صنعتی کنونی سازگار است. این بدان معناست که می‌توان آن را به راحتی و در مقیاس بزرگ بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت یا تخصصی تولید کرد.

نتایج این پژوهش در نشریه  Advanced Science منتشر شده است.

منبع اکو ایران