研究人員開發(fā)出防玻璃起霧的納米薄金涂層
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的研究人員最近開發(fā)出一種超薄的金基透明涂層,能夠?qū)㈥柟廪D(zhuǎn)化為熱量,將其用于眼鏡、汽車擋風(fēng)玻璃和其他表面,能防止它們起霧。
研究人員解釋說,這種新涂層的特別之處在于它選擇性地吸收太陽輻射。陽光中所含能量的一半存在于紅外光譜中,另一半存在于可見光和紫外線光譜中。“我們的涂層吸收了很大一部分紅外輻射,這會(huì)導(dǎo)致它升溫,最高可達(dá)8℃。它只吸收可見光范圍內(nèi)的一小部分輻射,這就是為什么涂層是透明的! 新涂層采用了一種不同于傳統(tǒng)的防霧方法。傳統(tǒng)的涂層表面涂有親水分子,這會(huì)導(dǎo)致冷凝水均勻分布,這就是防霧噴霧的原理。但新方法是加熱了表面,從一開始就防止由濕度引起的冷凝水的形成。它的原理與汽車的后窗除霧相同,但研究人員指出,汽車中電供暖效率低下,且浪費(fèi)能源。相比之下,新涂層是被動(dòng)加熱的,在白天不需要額外的能源。 新涂層由單一的金納米層組成,而且更薄、更透明、更柔韌。此外,因?yàn)樗羞x擇地吸收紅外光,所以更清晰,效果更好。 黃金可能很貴,但研究人員指出,他們的涂層需要的材料很少,所以成本仍然很低。該涂層由夾在兩層超薄氧化鈦(一種電絕緣材料)之間的微小且極薄的金簇組成。由于它們的折射特性,這兩個(gè)外層增強(qiáng)了加熱效應(yīng)的效果。此外,最上層的氧化鈦還起到拋光的作用,保護(hù)金層不受磨損。整個(gè)“三明治”結(jié)構(gòu)只有10納米厚。相比之下,一片普通的金箔要厚12倍。 單個(gè)金簇之間的接觸最小,這就是金層導(dǎo)電的原因。因此,在沒有陽光的情況下,仍然可以使用電力來加熱涂層。 除了眼鏡和擋風(fēng)玻璃外,這種防霧方法還可用于任何必須加熱和透明的物體,如窗戶、鏡子或光學(xué)傳感器,而且不會(huì)導(dǎo)致汽車或建筑在夏天變得更熱。 |