211service.com
Glas zonder schittering
Ben je het beu dat je bril beslaat als je op een warme dag een gebouw met airconditioning verlaat? MIT-onderzoekers denken dat ze de oplossing hebben gevonden: een manier om de meeste beslaan, verblinding en zelfs vuil van glasachtige oppervlakken te verwijderen.
Het nieuwe multifunctionele glas heeft een nanogestructureerd oppervlak met een reeks kleine conische bultjes die het helpen bestand te zijn tegen vuil, beslaan, schittering en waterdruppels, zeggen de onderzoekers.
Uiteindelijk hopen ze dat het kan worden gemaakt met behulp van een goedkoop productieproces dat niet alleen kan worden toegepast op brillen en andere optische apparaten, zoals microscopen en camera's, maar ook op zonnepanelen, autoruiten, de schermen van smartphones en televisies, en zelfs ramen in gebouwen.
De technologie, die voortkwam uit onderzoek onder leiding van afgestudeerde studenten Kyoo-Chul Park en Hyungryul Choi onder leiding van professoren werktuigbouwkunde George Barbastathis en Gareth McKinley en professor scheikunde Robert Cohen, werd eerder dit jaar beschreven in ACS Nano .
Fotovoltaïsche panelen kunnen veel van hun efficiëntie verliezen als stof en vuil zich ophopen op hun oppervlakken. Maar een laagje zelfreinigend glas kan dat probleem helpen voorkomen, zegt Park. De antireflecterende kwaliteit van het glas zou de efficiëntie van de panelen verder verhogen.
De sleutel is een oppervlaktepatroon dat bestaat uit kegels op nanoschaal, vijf keer zo hoog als breed, die zijn bedekt met een hydrofobe stof. De grootte en onderlinge afstand van de kegels zorgt ervoor dat waterdruppels weerkaatsen, en de bijna verticale oppervlakken laten licht door in plaats van het te weerkaatsen. Deze functies zijn gemaakt met behulp van een nieuwe methode waarvoor patent is aangevraagd, met technieken die zijn aangepast aan de halfgeleiderindustrie.
Onderzoekers beginnen met het coaten van glas met verschillende dunne lagen, waaronder een fotoresistlaag (een materiaal dat kan worden weggeëtst door een chemische oplossing maar bestand is tegen etsen waar het niet aan licht is blootgesteld). Het gecoate glas wordt vervolgens verlicht in een rasterpatroon, waardoor de fotoresistlaag kan worden weggeëtst, waardoor cirkelvormige pilaren in de ruimtes tussen de rasterlijnen achterblijven. Opeenvolgende etsen eroderen deze pilaren geleidelijk tot conische vormen.
Uiteindelijk kunnen glas- of transparante polymeerfilms worden vervaardigd met dergelijke oppervlaktekenmerken door ze eenvoudigweg door een paar getextureerde rollen te leiden terwijl ze nog gedeeltelijk gesmolten zijn; het proces zou weinig toevoegen aan de productiekosten, zegt het team.
De onderzoekers lieten zich inspireren door de natuur, waar getextureerde oppervlakken, variërend van lotusbladeren tot de schilden van woestijnkevers, vaak meerdere doelen vervullen. Hoewel de reeksen puntkegels fragiel lijken als ze microscopisch worden bekeken, zeggen de onderzoekers dat ze bestand moeten zijn tegen een breed scala aan krachten, van impact door regendruppels in een sterke stortbui tot direct porren met een vinger. Er zullen echter verdere tests nodig zijn om aan te tonen hoe goed de oppervlakken in de praktijk in de loop van de tijd standhouden.