Nanoteknologi og sollys baner vejen for bedre synlighed

En ny belægning udviklet af ETH-forskere forhindrer dug på gennemsigtige overflader. I stedet for at bruge elektricitet, belægningen er afhængig af sollys til at opvarme overfladen.

Enhver, der står på ski, Går med briller, bruger et kamera eller kører bil er bekendt med problemet:hvis du kommer ind i et fugtigt miljø fra kulde, dine briller, kameralinse eller forrude kan hurtigt dugge til. Forskere ved ETH Zürich har nu udviklet en ny transparent materialebelægning, der i høj grad reducerer denne effekt. Kun et par nanometer tyk, deres holdbare belægning er lavet af guld nanopartikler indlejret i ikke-ledende titaniumoxid.

"Vores belægning absorberer den infrarøde komponent af sollys sammen med en lille del af det synlige sollys og omdanner lyset til varme, " forklarer Christopher Walker, en ph.d.-studerende i ETH Professor Dimos Poulikakos gruppe og hovedforfatter af undersøgelsen. Dette opvarmer overfladen med 3 til 4 grader celsius. Det er denne forskel i temperatur, der forhindrer dug.

Passiv opvarmning

Varme er også svaret på problemet med dug på bilruder. Varm luft fra bilens varmesystem opvarmer forruden, mens bagruden er forsynet med et gitter af elektriske varmeelementer. Men i modsætning til disse metoder, ETH-forskernes nye belægning fungerer passivt. Da den eneste nødvendige energikilde er solen, deres belægning er især velegnet til bærbare ting såsom briller og beskyttelsesbriller.

Efstratios Mitridis, en anden ph.d.-studerende i Poulikakos gruppe, forklarer, hvad der gør den nye overfladebelægning så speciel:"Normalt, det er mørke overflader, der absorberer lys og omdanner det til varme, " han siger, "men vi har skabt en gennemsigtig overflade, der har samme effekt."

Bedre end anti-dug sprays

Kondens opstår på en overflade, når der er et pludseligt fald i temperatur eller stigning i luftfugtighed, danner små dråber vand, der spreder indfaldende lys i forskellige retninger på nogenlunde samme måde som atmosfærisk tåge. Som et alternativ til at bruge varme til at forhindre dug, modtagelige overflader kan belægges med hydrofile midler. Fordi de tiltrækker vand, disse midler sikrer, at kondenseringen danner en jævn tynd væskefilm over overfladen i stedet for separate dråber. Antidugspray til briller fungerer normalt efter dette princip.

Nu, test har vist, at når de udsættes for sollys, duggede overflader belagt med guld nanopartikler og titaniumoxid klares fire gange hurtigere end overflader behandlet med et normalt antidugmiddel. "Spraybehandlinger mister ofte deres effekt efter et stykke tid, fordi antidugfilmen tørrer ud eller bliver ujævnt fordelt, " siger Walker. "En holdbar belægning som vores holder meget længere end en spraybehandling, som du skal anvende praktisk talt på daglig basis, " tilføjer han.

ETH-forskerne planlægger nu at bringe deres nye metode på markedet, i samarbejde med en partner fra industrien. "Vi søger at forfine vores allerede robuste belægning for at sikre, at den holder i årevis, og vi ønsker at tage teknologien fra laboratorieskala til industriskala, " siger Walker. Deres belægning har et stort udvalg af potentielle anvendelser, herunder bilruder og bakspejle samt skibriller og dykkermasker.