Инновационное покрытие позволит массово производить самоочищающиеся стеклопакеты

Глаза мотылька и листья лотоса выступили источником вдохновения для создателей антибликового супергидрофобного (водоотталкивающего) покрытия на стекло, которое открывает значительный потенциал для производителей окон, солнечных панелей, линз, оптических систем и многих других продуктов. Инновационное покрытие ORNL может изготавливаться в стандартных промышленных условиях, что позволит легко и относительно недорого применять его в производстве самоочищающихся стеклопакетов, сообщает портал ОКНА МЕДИА.

Открытие ученых Национальной лаборатории энергетики в Оак Ридже (Energy’s Oak Ridge National Laboratory) базируется на использовании наноструктурированного слоя пористой стекловидной пленки, отличающейся высокой механической прочностью. Покрытие может быть адаптировано под различные требования: может быть водоотталкивающим, антибликовым или не запотевать даже при сильном тумане.

Толга Айтуг (Tolga Aytug), ведущий автор разработки и член подразделения химических материалов ORNL, пояснил, что листья лотоса, когда идет дождь, отличаются способностью отталкивать капли воды и самоочищаться. В свою очередь, глаза мотыльков обладают природной антирефлективностью благодаря оболочке из конических наноструктур, за счёт чего показатель преломления света постепенно возрастает по мере продвижения к роговице. В совокупности данные функции позволяют действительно изменить подход и открывают возможность создавать покрытия для получения конкретных характеристик и свойств стекла.

Чтобы быть супергидрофобной (superhydrophobic), угол контакта поверхности остекления с каплями воды не должен превышать 150 градусов. В случае инновационного покрытия ORNL угол контакта находится на уровне 155-165 градусов, поэтому капли воды буквально «отскакивают» от поверхности стеклопакета, унося пыль и загрязнения. Это свойство в сочетании с отражением светового потока от стеклянной поверхности будет иметь ведущее значение для повышения эффективности многочисленных приложений.

Разработанный американскими учёными метод заключается в нанесении тонкого слоя стекловидного материала на стеклянную подложку и её последующей термической обработки, а затем  выборочного удаления материала методом кислотного травления. Такой подход способствует созданию пористой трехмерной оболочки с высоким содержанием кварцевого стекла, напоминающей микроскопические кораллы. Базовый материал - особый тип покрытия на стекло  - также весьма долговечен, что отличает его от существующих сегодня на рынке конкурирующих технологий.

Как подчеркнул г-н Айтуг, устойчивость к истиранию и ударопрочность делают данное покрытие пригодным для применения в невыразимых масштабах. Эти качества отличают ORNL от аналогов на порошковой или полимерной основе, которые, как правило, характеризуются механической хрупкостью. Исследования показали, что наноструктурированное стеклообразное покрытие отличается высокой механической прочностью и устойчивостью к истиранию под влиянием природных аномалий (таких как песчаные бури) и воздействию очень высоких температур (до 500 градусов Цельсия).

Способность к самоочищению поможет существенно уменьшить эксплуатационные расходы на содержание солнечных батарей, а также способствовать увеличению от 3 до 6 процентов эффективности преобразования солнечного света в электричество. Помимо прочего, инновационное покрытие ORNL отличается высокой эффективностью при блокировании УФ излучения, что повышает ценность его использования для оконных стеклопакетов. К потенциальным областям применения покрытия относятся также оптические приборы, датчики, перископы, очки и фотоприемники. Кроме этого, супергидрофобные свойства покрытия могут повысить эффективность в предотвращении накопления снега и наледи на оптических элементах, а также воспрепятствовать солевым отложениям в морских условиях.

Немаловажный факт, что инновационное покрытие ORNL может быть изготовлено в стандартных промышленных условиях. Это позволит легко и относительно недорого масштабировать и применять его к широкому диапазону стеклянных подложек, включая самоочищающиеся стеклопакеты.

ОКНА МЕДИА рекомендует прочесть: Самоочищающееся стекло экономит тысячи литров воды

Хотите читать новости ОКНА МЕДИА с Вашего сайта?– Установите код новостного блока