Zaparowanie okularów może być więcej niż trochę frustrujące — wystarczy zapytać każdego, kto nosił maskę na twarzy w ciągu ostatnich dwóch lat pandemii. Nanotechnologia może jednak już wkrótce sprawić, że Twoje widzenie będzie wolne od mgły.
Niedawno opracowana ultracienka, oparta na złocie przezroczysta powłoka, która jest w stanie przekształcić światło słoneczne w ciepło, jest proponowana jako rozwiązanie zapobiegające zaparowaniu szklanych powierzchni, takich jak te w okularach lub szybach samochodowych.
Powłoka (która wkrótce zostanie opatentowana), została stworzona przez naukowców z ETH Zurich przy użyciu metod, które są szeroko stosowane w produkcjach, takich jak osadzanie pary wodnej w próżni w czystym pomieszczeniu w celu osadzenia maleńkich ilości złota na obrabianej powierzchni.
Powłoka składa się z pojedynczej warstwy złota i jest bardzo cienka, dzięki czemu jest zarówno przezroczysta, jak i elastyczna. Ponadto, selektywnie absorbuje światło podczerwone.
W nowy materiale zastosowano podejście, które różni się od konwencjonalnych metod ochrony przed parowaniem. Tradycyjnie powierzchnie są pokrywane cząsteczkami przyciągającymi wodę, co powoduje równomierne rozprzestrzenianie się kondensacji (skraplaniu). W ten sposób działają spraye przeciwmgielne. Jednak nowa metoda podgrzewa powierzchnię, zapobiegając w ten sposób powstawaniu kondensacji spowodowanej wilgocią. Jest to ta sama zasada, którą stosuje się w przypadku tylnej szyby samochodu.
Problem polega na tym, że w samochodach wymagane jest ogrzewanie elektryczne, które jest nieefektywne i marnuje energię. Natomiast nowa powłoka jest ogrzewana pasywnie i nie wymaga, w ciągu dnia, żadnego dodatkowego źródła energii.
Sposób, w jaki zaprojektowano powłokę, polega na umieszczeniu maleńkich, niezwykle cienkich skupisk złota pomiędzy dwiema ultracienkimi warstwami tlenku tytanu, materiału izolującego elektrycznie. Ze względu na swoje właściwości refrakcyjne (refrakcja to inaczej załamanie światła), te dwie zewnętrzne warstwy zwiększają skuteczność efektu grzewczego. Ponadto, górna warstwa tlenku tytanu działa jako wykończenie, które chroni warstwę złota przed zużyciem. Cała ta „kanapka” ma zaledwie 10 nanometrów grubości. Dla porównania, złoty liść, którym ozdabia się meble i drogie desery, jest 12 razy grubszy.
Poszczególne klastry złota minimalnie się ze sobą stykają, co właśnie pozwala warstwie złota dopiero zacząć przewodzić prąd. Tak więc przy braku światła słonecznego nadal możliwe byłoby wykorzystanie energii elektrycznej do ogrzania powłoki.
„Nasza powłoka pochłania dużą część promieniowania podczerwonego, co powoduje jej nagrzewanie – nawet o 8 stopni Celsjusza” – powiedział w oświadczeniu dla mediów doktorant ETH Iwan Hächler, który był siłą napędową rozwoju.
Biorąc pod uwagę pozytywne wyniki pierwszych testów, Hächler i jego koledzy będą teraz rozwijać powłokę do innych zastosowań. W tym procesie będą badać, czy inne metale działają równie dobrze jak złoto.
Uważają oni, że oprócz okularów i szyb samochodowych, ta metoda przeciwmgielna mogłaby być stosowana wszędzie tam, gdzie obiekty muszą być zarówno ogrzewane, jak i przezroczyste – np. okna, lustra lub czujniki optyczne.
