جلوگیری از مه گرفتگی شیشه عینک با استفاده از نانو ذرات طلا

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، استفاده ازاسپری‌های ضد مه تا حدی کاربردی هستند، اما گرم کردن سطح شیشه راه بهتری برای جلوگیری از مه است. از این رو محققان یک پوشش جدید برای انجام این کار طراحی کرده اند که به جای الکتریسیته از نانوذرات طلای جذب کننده نور برای گرم کردن شیشه عینک استفاده می‌کند.

بیشتر اسپری‌های ضد مه که در مواردی مانند عینک استفاده می‌شوند، دارای مولکول‌های آبدوست (جذب آب) هستند. این اسپری‌ها آب متراکم را به داخل می‌کشند و به طور یکنواخت پخش می‌کنند به همین دلیل دیدن با عینک را آسان‌تر می‌کنند. در مقابل، شیشه عقب خودروی شما از عناصر یکپارچه برای گرم کردن شیشه استفاده می‌کند و از تشکیل تراکم در وهله اول جلوگیری می‌کند.

این پوشش جدید که توسط گروهی از پژوهشگران در مؤسسه تحقیقاتی ETH زوریخ ساخته شده است، برای جلوگیری ازایجاد مه از گرما استفاده می‌کند، اما نیازی به برق ندارد. در عوض، با استفاده از لایه‌ای از نانوذرات طلا استفاده می‌کند که بین دو لایه بسیار نازک اکسید تیتانیوم قرار گرفته است. این پوشش فقط ۱۰ نانومتر ضخامت دارد که حدود یک دوازدهم ضخامت یک ورق طلا است.

نانوذرات طلا بخش عمده‌ای از طیف مادون قرمز نور خورشید را جذب می‌کند و باعث می‌شود که پوشش تا ۸ درجه سانتیگراد (۱۴ درجه فارنهایت) گرمتر از دمای محیط شود. گفته می‌شود، نانوذرات نور مرئی بسیار کمی را جذب می‌کنند و به پوشش اجازه می‌دهند شفاف بماند.

خواص انکساری اکسید تیتانیوم باعث افزایش کارایی اثر حرارتی می‌شود. علاوه بر این، لایه بیرونی به محافظت از طلا در برابر سایش و پارگی کمک می‌کند؛ و به عنوان یک امتیاز اضافی، از آنجایی که لایه طلا رسانای الکتریکی است، زمانی که نور مستقیم خورشید در دسترس نیست، می‌توان از یک منبع انرژی مانند باتری برای گرم کردن پوشش استفاده کرد.

ما اولین بار در سال ۲۰۱۹ در مورد اساس این فناوری شنیدیم. در مقایسه با پوششی که در آن زمان توضیح داده شد، این پوشش بسیار نازک‌تر و انعطاف پذیرتر است. همچنین این پوشش به طور قابل توجهی شفاف‌تر است، چراکه علاوه بر ن نازکی،   نور مادون قرمز را به صورت انتخابی‌تر جذب می‌کند.

اگرچه طلای بسیار کمی در این نوع پوشش استفاده شده است _که به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند -، اما دانشمندان اکنون به دنبال فلزات دیگر و ارزان‌تر هستند.

به گفته پژوهشگران، شاید بتوان این پوشش را که کاملا شفاف است، برای شیشه جلوی خودرو‌ها نیز استفاده کرد. آن‌ها خاطرنشان کردند که اگرچه طلا گران است، اما مقدار طلای مورد نیاز برای ساخت این پوشش آنقدر کم خواهد بود که هزینه بسیار پایینی دارد.

پژوهشگران در ادامه گفتند: مه‌گرفتگی، طیف گسترده‌ای از فعالیت‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد که سطوح شفاف در آن‌ها بسیار مهم هستند؛ از جمله فعالیت‌هایی که به عینک، پنجره، شیشه جلو، آینه یا حسگر‌های نوری نیاز دارند. این پوشش جدید، افزایش قابل توجه دما را ارائه می‌دهد و حتی در شرایط ابری نیز به طور موثر عمل می‌کند. لحظه بسیار هیجان‌انگیزی بود که شاهد بودیم این پوشش به طور قابل اعتمادی تحت شرایط سخت دنیای واقعی عمل می‌کند.

اخیرا مقاله‌ای در مورد این تحقیق که توسط پروفسور‌های دیموس پولیکاکوس و توماس شوتزیوس هدایت می‌شود، در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.