شیشه‌ای که با میدان‌های الکتریکی تمیز می‌شود

به گزارش مجله خبری نگار،آلودگی ذرات سطحی بر همه چیز از پنجره‌های خانه گرفته تا نمای آسمان‌خراش‌ها و پنل‌های خورشیدی در بیابان‌ها تاثیر می‌گذارد و تمیز کردن آنها اغلب نیازمند زمان، تلاش و هزینه است.

محققان دانشگاه ژجیانگ شرق چین در آزمایش‌های خود کشف کردند که ذرات باردار هنگام قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی متناوب، رفتار غیرمنتظره‌ای از خود نشان می‌دهند. به‌جای اینکه فقط از یک طرف حرکت کنند، برخی از ذرات جهت خود را معکوس می‌کنند یا حتی به‌طور کامل از سطح می‌پرند.

بسیاری از روش‌های فعلی تمیز کردن در شرایط خشک و غبارآلود مناسب نیستند یا نیاز به نگهداری مداوم دارند، اما رویکرد امیدوارکننده این است که از میدان‌های الکتریکی برای جابجایی ذرات سطحی استفاده شود. فناوری‌هایی مانند صفحات الکترودینامیکی که حتی در مریخ‌نورد‌ها نیز استفاده می‌شوند، پتانسیل حذف گرد و غبار را بدون مایعات یا سایش نشان می‌دهند.

با این حال، اثربخشی روش‌های فعلی به دلیل درک ضعیف از چگونگی شروع حرکت یا جدا شدن ذرات، محدود شده است. محققان مجبور هستند، بدون مدل‌های فیزیکی واضح، طرح‌های بهینه را تخمین بزنند و سیستم‌های موجود هنوز با گرد و غبار ریز و پوشش ناهموار دست و پنجه نرم می‌کنند. اکنون، محققان چینی با بررسی چگونگی تاثیر اندازه ذرات و قدرت میدان الکتریکی بر حرکت آنان، شیشه نازک و شفاف با ضخامت فقط ۰.۶۲ میلی‌متر ایجاد کرده‌اند که می‌تواند بدون هیچ گونه تلاش دستی، خود را از ذرات آلی و معدنی پاک کند.

علاوه بر این، این شیشه شفاف می‌تواند خود را در عرض چند ثانیه تمیز کند و ۹۸ درصد ذرات را بدون استفاده از آب، مواد شیمیایی یا انرژی زیاد از بین می‌برد. این پیشرفت می‌تواند به راه‌حل‌های عملی خودتمیزشونده برای پنل‌های خورشیدی، پنجره‌های ساختمان و سایر سطوحی که نگهداری آنها پرهزینه است، منجر شود.

شیشه خودتمیزشونده نه فقط گرد و غبار موجود را از بین می‌برد، بلکه به جلوگیری از نشست گرد و غبار جدید نیز کمک می‌کند. محققان دریافتند که وقتی میدان الکتریکی روشن است، ذرات باردار موجود در هوا را منحرف می‌کند و سطح را برای مدت طولانی‌تری تمیز نگه می‌دارد.

این گروه تحقیقاتی آن را «اثر پوششی ذرات» نامیده است که تجمع گرد و غبار موجود در هوا را حدود ۹۰ درصد کاهش می‌دهد. این امر محافظت مداوم را در طول طوفان‌های شن و هوای غبارآلود فراهم می‌کند. از آنجا که شیشه شفاف است، در مکان‌هایی که نور شفاف مهم محسوب می‌شود، به‌خوبی کار می‌کند. این شیشه فقط نور مرئی را کمی کاهش می‌دهد و بیشتر اتلاف در محدوده مادون قرمز اتفاق می‌افتد.

این عملکرد، سیستم کنونی را برای پنل‌های خورشیدی، شیشه جلوی خودرو، سقف گلخانه‌ها و پنجره‌های ساختمان‌های بلند، مکان‌هایی که دید واضح و بهره‌وری انرژی ضروری است، ایده‌آل می‌کند. طراحی آن ساده و کاربردی است.

سایت اینترستینگ اینجرینگ گزارش کرد، این سیستم از مواد رایج استفاده می‌کند و فرآیند تولید آن که شامل حکاکی الکترود‌ها روی یک ورق شیشه‌ای و پوشاندن آنها با لایه محافظ نازکی است، به‌خوبی با روش‌های صنعتی فعلی مطابقت دارد به این معنی که می‌توان آن را به‌راحتی و در مقیاس بزرگ و بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت یا تخصصی تولید کرد.

نتایج این تحقیق در مجله «علوم پیشرفته» (Advanced Science) منتشر شده است.