Sklo je hojně využívaný materiál, nejen v oknech domů, ale například i v solárních panelech, sklenících či automobilech. Problém však představují nánosy prachu. Jejich smývání z oken ve velkých výškách je nebezpečné a drahé, v pouštích zase může prach snížit výkon solárních panelů až na polovinu.

Naštěstí do hry vstupuje novinka – sklo, které se dokáže samo vyčistit, a to během pár vteřin!.

Mnoho ze současných metod čištění selhává právě v suchých a prašných podmínkách, případně vyžadují neustálou údržbu. Jedním ze slibných přístupů je využití elektrického pole k pohybu povrchových částic.

Některé technologie, jako je elektrodynamická clona, využívána například v roverech na Marsu, mají potenciál při odstraňování prachu bez otěru či využití kapalin, jejich účinnost je však omezena nedostatečným pochopením toho, jak se nabité částice při vystavení elektrickému poli začnou pohybovat a oddělovat.

Bez jasných fyzikálních modelů museli vědci jen odhadovat optimální nastavení systémů pro čištění, které se proto stále potýkají s jemným prachem a nerovnoměrným pokrytím. Průlom se nyní podařil vědcům z Univerzity Če-ťiang ve východní Číně.

Ti se zabývali studiem toho, jak velikost částic a síla elektrického pole ovlivňují pohyb částic, které se nejen pohybují do stran, ale dokonce obracejí svůj směr či odskakují od povrchu. Vědci proto zkoumali, jak velikost částic a síla elektrického pole ovlivňují tento pohyb.

Čisté bez nutnosti omývání či otírání

Na základě toho vytvořili tenké, průhledné sklo o tloušťce pouhých 0,62 mm, které se dokáže samo očistit od organických i anorganických částic bez jakéhokoliv manuálního zásahu. Během několika sekund je schopno samo ze svého povrchu odstranit až 98 % částic, a to bez použití vody, chemikálií či velkého množství energie.

Tento průlom by mohl vést k praktickým samočisticím řešením pro solární panely, okna budov a další povrchy, jejichž údržba je nákladná.

Samočistící sklo nejenže odstraňuje prach, který na něm ulpěl, ale dokonce i pomáhá jeho usazování předcházet. Když je elektrické pole zapnuté, odráží nabité částice obsažené ve vzduchu, čímž udržuje povrch déle čistý.

Tento efekt, který vědci nazvali „efektem stínění částic“, snižuje hromadění prachu ze vzduchu na povrchu skla téměř o 90 %, což poskytuje trvalou ochranu například během písečných bouří či prašného počasí.

Ideální materiál nejen pro solární panely

Vzhledem k tomu, že je vytvořené sklo průhledné, funguje dobře v místech, kde je důležitý příjem slunečního svitu. Ke ztrátám viditelného spektra světla na něm dochází jen minimálně, většina se jich pohybuje v infračerveném rozsahu.

Díky tomu je tato nově vyvinutá technologie ideální pro solární panely, čelní skla automobilů, střechy skleníků či okna vysokých budov, tedy místa, kde je nezbytná dobrá viditelnost a energetická účinnost.

Konstrukce takového skla je jednoduchá a praktická. Výrobní proces, zahrnující leptání elektrod na skleněnou tabuli a jejich pokrytí tenkou ochrannou fólií, dobře odpovídá současným průmyslovým trendům a využívá snadno dostupné materiály.

To znamená, že toto sklo lze snadno a ve velkém měřítku vyrábět bez nutnosti drahého nebo specializovaného zařízení. Vědci o tom informovali ve své studii publikované v časopise Advanced Science.

Zdroj: Interesting Engineering