Τέλος στο ενοχλητικό θάμπωμα γυαλιών και παρμπρίζ: Με επίστρωση χρυσού και ηλιακή ενέργεια * Φθηνά και οικολογικά [videos]
FILE PHOTO: Όσοι φορούν γυαλιά ξέρουν πως δεν υπάρχει πιο ενοχλητικό πράγμα απ’ το θάμπωμα… Screenshot via YouTube
ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ
Δεν θα’ ταν ωραίο να μπορεί κανείς να διατηρεί τα γυαλιά του ή το παρμπρίζ του αυτοκινήτου χωρίς ενοχλητικό θάμπωμα;
Φυσικά, μέχρι σήμερα γνωρίζουμε πως σ’ αυτή την προσπάθεια μας βοηθούν ειδικά αντιθαμβωτικά σπρέι.
Όμως, το πρόβλημα δεν λύνεται “δια παντός”, με αποτέλεσμα την ενοχλητική επανάληψη της διαδικασίας ξανά και ξανά.
Μια ομάδα ερευνητών στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (ETH Zurich) φαίνεται πως βρήκε την τέλεια μακροχρόνια λύση στο πρόβλημα του θαμπώματος σε γυαλιά και παρμπρίζ.
Πρόσφατα κατέθεσαν αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια εξαιρετικά λεπτή και 100% διαφανή επίστρωση που ξεθαμπώνει (αφαιρεί την υπάρχουσα θαμπάδα ή ομίχλη σε μια επιφάνεια) και αποτρέπει παράλληλα τον επανασχηματισμό της θαμπάδας.
- Η ειδική επίστρωση αναπτύσσεται χρησιμοποιώντας οξείδιο του τιτανίου και σωματίδια χρυσού.
Απορροφά επιλεκτικά την υπέρυθρη ακτινοβολία από το ηλιακό φως και δημιουργεί ένα θερμαντικό αποτέλεσμα που είναι αρκετά ισχυρό ώστε να κρατά το θάμπωμα μακριά από την επιφάνεια ενός αντικειμένου.
Πώς λειτουργεί η επίστρωση χρυσού;
Η επίστρωση χρησιμοποιεί βασικά θερμότητα για την καταπολέμηση της ομίχλης. Για να θερμανθεί μόνη της, η επίστρωση βασίζεται στην πιο δημοφιλή και εύκολα διαθέσιμη ανανεώσιμη πηγή, δηλαδή το ηλιακό φως.
Είναι ενδιαφέρον ότι σχεδόν η μισή ενέργεια του ηλιακού φωτός βρίσκεται στο εγγύς υπέρυθρο φάσμα, ένα εύρος μήκους κύματος που δεν μπορούμε να δούμε με τα μάτια μας.
Η επίστρωση χρυσού δεν απορροφά το υπόλοιπο 50% του ηλιακού φωτός, που είναι οι ακτίνες UV και το ορατό φως.
Τελικά, η επιλεκτική απορρόφηση του εγγύς υπέρυθρου τμήματος του ηλιακού φωτός θερμαίνει την επιφάνεια έως και 8°C, αποτρέποντας την εμφάνιση ομίχλης ή θαμπάδας.
«Πετυχαίνουμε αυτό το φαινόμενο θέρμανσης κατασκευάζοντας ένα μεταλλικό στρώμα (χρυσό) σε πολύ συγκεκριμένο πάχος (που ονομάζεται κατώφλι διήθησης), όπου εμφανίζεται μια οπτική ανωμαλία. Αυτό οδηγεί σε μια ισχυρή και ευρυζωνική απορρόφηση του εγγύς υπέρυθρου φάσματος σε λίγα nm (συνολικά 10 nm)», ένας Ph.D. φοιτητής στο ETH της Ζυρίχης και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, ο Iwan Haechler, είπε στο InterestingEngineering .
Οι ερευνητές εξηγούν ότι η επίστρωσή τους είναι ένα “σάντουιτς” πάχους 10 νανομέτρων που περιλαμβάνει δύο στρώματα οξειδίου του τιτανίου και ένα μεσαίο στρώμα χρυσού. Το μέρος του χρυσού είναι 12 φορές πιο λεπτό από ένα κανονικό φύλλο χρυσού.
Δεδομένου ότι η επίστρωση είναι εξαιρετικά λεπτή, μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί κάτω από υπάρχουσες τυπικές επιστρώσεις, γεγονός που την προστατεύει από τυχόν εξωτερικές επιδράσεις όπως γρατσουνιές, βρωμιές ή χημικά. Επιπλέον, μπορεί επίσης να αποτεθεί σε εύκαμπτα υποστρώματα και δεν σπάει όταν λυγίζει.
Επικάλυψη χρυσού όλα τ’ άλλα;
Προϊόντα όπως τα αντιθαμβωτικά σπρέι δημιουργούν ένα πολύ λεπτό φιλμ νερού στην επιφάνεια για την απομάκρυνση της ομίχλης. Μετατρέπουν μια κανονική επιφάνεια σε μια υπερυδρόφιλη επιφάνεια με υψηλή συγγένεια με το νερό. Ωστόσο, το πρόβλημα με τέτοιες επιφάνειες είναι η μόλυνση.
Μαζί με το νερό, τα σπρέι προσελκύουν επίσης βρωμιά, σκόνη, λάδια και διάφορες άλλες ακαθαρσίες, και μόνο λίγη ακαθαρσία στην επιφάνεια τα καθιστά άχρηστα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρέπει πάντα να επαναλαμβάνεται η χρήση αυτών των σπρέι.
Από την άλλη, έχουμε και εκείνες τις λεγόμενες υπερυδρόφοβες επικαλύψεις, που απωθούν το νερό. Το θέμα εκεί είναι η επεκτασιμότητα, ειδικά στο γυαλί. Όπως η επίστρωση χρυσού, οι υπερ-υδρόφοβες επικαλύψεις χρησιμοποιούν επίσης θέρμανση για την πρόληψη της ομίχλης και του θαμπώματος, αλλά αντί για μια ανανεώσιμη πηγή όπως το ηλιακό φως, χρησιμοποιούν ηλεκτρισμό για να παράγουν τη θερμότητα.
- Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ερευνητές θεωρούν την υδρόφοβη επίστρωση ως έναν ενεργειακά αναποτελεσματικό και μη βιώσιμο τρόπο διατήρησης μιας επιφάνειας χωρίς ομίχλη ή θάμπωμα.
«Το κίνητρό μας ήταν να δείξουμε τις τεράστιες δυνατότητες της ηλιακής ενέργειας και πώς μπορούν να παρακαμφθούν λιγότερο βιώσιμες τεχνολογίες (όπως η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για την πρόληψη της ομίχλης) εφαρμόζοντας φυσικές έννοιες και ορθολογική μηχανική. Ως εκ τούτου, ιδανικά, η επίστρωσή μας συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας για θέρμανση», είπε ο Haechler στην IE .
- Αυτό θα μπορούσε να είναι χρήσιμο, ειδικά για ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Στα κανονικά αυτοκίνητα, ο ζεστός αέρας από τον κινητήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φυσήξει με συναγωγή στα παρμπρίζ και να αφαιρέσει την ομίχλη.
Οι ηλεκτρικοί κινητήρες δεν θερμαίνονται τόσο πολύ.
Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι χρησιμοποιώντας την επίστρωσή τους με βάση τον χρυσό, θα μπορούσαμε να επεκτείνουμε την εμβέλεια των ηλεκτρικών αυτοκινήτων , καθώς θα χρησιμοποιηθεί λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια για την αποφυγή ομίχλης σε αυτά τα αυτοκίνητα.
Κατασκευασμένο από χρυσό, όμως προσιτό
Ισχυρίζονται περαιτέρω ότι εκτός από τη χρήση μιας φυσικής πηγής ενέργειας (ηλιακό φως) η επίστρωσή τους παράγεται με τυποποιημένες, εύκολα κλιμακούμενες μεθόδους και μπορεί εύκολα να αναβαθμιστεί σε μεγάλες επιφάνειες, όλα οικονομικά.
Ωστόσο, δεδομένου ότι η επίστρωση χρησιμοποιεί καθαρό χρυσό , θα ήταν εμπορικά βιώσιμο να κατασκευαστούν γυαλιά και καλύμματα ομίχλης παρμπρίζ αυτοκινήτου χρησιμοποιώντας το ίδιο;
Όταν κάναμε αυτή την ερώτηση στον Haechler, εξήγησε: «Καθώς το στρώμα χρυσού είναι μόνο 5 nm λεπτό, απαιτεί μόνο πολύ λίγο χρυσό. Η ποσότητα χρυσού ανά τετραγωνικό μέτρο υλικού θα ήταν 100 mg. Αν υποθέσουμε ότι ένα ζευγάρι γυαλιών είναι περίπου 2×15 cm2, αυτό σημαίνει ότι ένα ζευγάρι γυαλιών θα χρησιμοποιούσε περίπου 0,3 mg χρυσού. Αυτό οδηγεί σε μια τιμή περίπου 0,017 του δολαρίου για τον χρυσό που απαιτείται για ένα ζευγάρι γυαλιά.
Οπότε ναι, η επίστρωση είναι προσιτή.
Ο μόνος περιορισμός αυτού του προϊόντος είναι ότι αν και μπορεί να λειτουργήσει σε πολύ χαμηλά επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας, βασίζεται σε μια συγκεκριμένη ποσότητα φωτός. Οι ερευνητές έχουν ήδη καταθέσει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και περιμένουν να εγκριθεί.
Ας ελπίσουμε ότι αυτό το πρωτοποριακό προϊόν θα είναι σύντομα διαθέσιμο στην αγορά.
Με πληροφορίες από Interesting Engineering
Ακολουθήστε τη HELLAS JOURNAL στη NEWS GOOGLEΩρα ιστορικών ανακοινώσεων: Απειρη πηγή καθαρής ενέργειας υπόσχεται η πυρηνική σύντηξη