211service.com
Jauna veida metavirsma izmanto sauli, lai notīrītu miglainus ekrānus
Pixabay
Ja brilles aizsvīst, tas var radīt neērtības. Bet, kad aizsvīst automašīnas vējstikls vai astronauta ķivere, sekas var būt letālas. Tāpēc automašīnām un skafandriem ir savas gaisa kondicionēšanas sistēmas, lai novērstu vai novērstu aizsvīšanu.
Bet gaisa kondicionēšana ir dārga, apjomīga un videi nedraudzīga. Tāpēc inženieri un materiālu zinātnieki vēlas atrast veidu, kā efektīvāk novērst miglošanos.
Ievadiet Christopher Walker un kolēģi no ETH Cīrihē, Šveicē, kuri ir izstrādājuši jaunu materiālu ar īpašībām, kas atšķiras no dabas pasaulē sastopamajām īpašībām. To materiāls vai metavirsma, piešķirot tai pareizo nosaukumu, uztver saules starojumu un izmanto to, lai sadedzinātu kondensāciju vai novērstu tā veidošanos. Rezultāts ir efektīvs un salīdzinoši lēts veids, kā risināt šo mānīgo problēmu.
Metasvirsma ir materiāls, kas izstrādāts tā, lai tam būtu tādas virsmas īpašības, kas dabā nav sastopamas. Tie bieži tiek izveidoti, izmantojot mazāku vienību, piemēram, nanodaļiņu, atkārtotu modeli.
Šajā gadījumā komanda izveido savu virsmu, pārklājot silīcija dioksīda loksni ar zelta nanodaļiņām un noslēdzot tās ar titāna dioksīda slāni. Pēc tam viņi atkārtoja šo procesu, lai izveidotu vairākus slāņus.
Nanodaļiņas absorbē daļu no saules gaismas, kas uz tām nonāk, piešķirot stiklam nokrāsu. Bet tie arī uzsilst, paaugstinot stikla virsmas temperatūru līdz pat 10 °C.
Tas ir galvenais, lai novērstu miglošanos. Siltums vai nu neļauj ūdenim kondensēties, vai arī izraisa ūdens iztvaikošanu.
Svarīgs jautājums ir par to, vai šī pieeja pārspēj parastās pretaizvīšanas tehnoloģijas. Visizplatītākais no tiem ir stikla pārklāšana superhidrofilā vai superhidrofobā materiālā. Tie neko nenovērš, lai novērstu kondensāciju, taču tie maina veidojošo ūdens pilienu izmēru un uzvedību, bieži veidojot uz virsmas nepārtrauktu plānu ūdens slāni.
Lai noskaidrotu metavirsmas salīdzinājumu, komanda to novietoja pret neapstrādātu virsmu un virsmām, kas pārklātas ar superhidrofiliem un superhidrofobiem materiāliem.
Rezultāti ir pārliecinoši. Pētnieki saka, ka viņu jaunā metavirsma ievērojami samazina kondensācijas ātrumu un palielina iztvaikošanas ātrumu salīdzinājumā ar citiem materiāliem.
Tā kā zelta nanodaļiņas aizsargā titāna oksīda slānis, arī šīs virsmas ir izturīgas. Mēs uzskatām, ka šis pētījums radīs izturīgākas un uzlabotas pasīvās pretaizvīšanas un atsvīšanas virsmas, viņi saka.
Tas ir interesants darbs. Jaunā metavirsma ir salīdzinoši viegli izgatavojama, paverot ceļu liela mēroga ražošanai no dažādiem materiāliem, piemēram, stikla un polimēriem. Viņi saka, ka šī pieeja radītu ievērojamus veiktspējas uzlabojumus tādām lietojumprogrammām kā logi, vējstikli, elektroniskie displeji, kameras, spoguļi un brilles.
Protams, materiāls izmanto saules gaismu, kas rada jautājumu par to, kā tas varētu darboties naktī. Virsmu joprojām var noslaucīt vai notīrīt ar svaigu gaisu. Bet metavirsma rada iespēju izmantot citus mehānismus, piemēram, mākslīgu apgaismojuma avotu. Nākotnē pretaizvīšanas novēršana var būt tikpat vienkārša kā gaismas ieslēgšana.
Atsauce: arxiv.org/abs/1904.02534 : caurspīdīgas metavirsmas, kas cīnās pret miglošanos, izmantojot saules gaismu