Ta piękna wizja jest w zasięgu ręki. Naukowcom udało się opracować szklaną powłokę, która czyści się sama. Wykorzystuje do tego pole elektryczne, przesuwające i odpychające zanieczyszczenia. Być może wkrótce będzie to nasza codzienność – do mycia okien wystarczy wcisnąć jeden przycisk.
Zawsze czyste szyby dzięki elektrodom
Naukowcy z Uniwersytetu Zhejiang opracowali szyby, które wykorzystują pole elektryczne, by odepchnąć cząsteczki brudu. Płytka o grubości zaledwie 0,62 mm łączy warstwę szkła z warstwą tworzywa PET, a między nimi znajduje się warstwa z elektrodami. Gdy układ elektrod zostanie aktywowany przez dostarczenie zasilania, wytwarzają one pole elektryczne.
Czytaj też: Most między niebem a przepaścią. Indie dokonały niemożliwego
Obecność pola elektrycznego wiąże się z działaniem siły elektrostatycznej na ładunki elektryczne, które znajdziemy we wszystkich cząsteczkach kurzu i innych zabrudzeń. Siły te powodują, że kurz przemieszcza się po powierzchni płytki, a nawet może się od niej oderwać (czy też zostać odepchnięty – wszystko zależy od perspektywy). Wystarczy kilka sekund pracy i już mamy czyste szyby. Na grafice poniżej można zobaczyć efekt na panelu solarnym. Warto zauważyć, że brud, który wcześniej znajdował się na szybie, po czyszczeniu wylądował dookoła niej.
Cały proces nie wymaga ani kropli wody, żadnych chemicznych środków czyszczących i żadnego wysiłku. System ten radzi sobie zarówno z cząstkami organicznymi, jak i nieorganicznymi, usuwając aż 98 proc. zanieczyszczeń z powierzchni płytki.
System samoistnego czyszczenia się szyby ma też szalenie przydatny efekt uboczny. Po aktywacji szkło nie tylko usuwa istniejący już brud, ale również tworzy rodzaj bariery ochronnej. Naukowcy nazwali to zjawisko efektem ekranowania cząstek. Zmniejsza on osadzanie się nowego kurzu z powietrza o imponujące 90 proc. Szklane powierzchnie pozostają więc czyste znacznie dłużej niż przy tradycyjnych metodach mycia i zabezpieczania okien, co potencjalnie przekłada się na spore oszczędności w utrzymaniu budynków. Fasady drapaczy chmur, których czyszczenie stanowi kosztowny i niebezpieczny proces, mogłyby utrzymywać czystość niemal bezobsługowo. Zawsze czyste szyby to także marzenie wielu kierowców, zwłaszcza jeśli będzie można je oczyścić w kilka sekund po uruchomieniu samochodu.
Czytaj też: Od 2027 ceny paliw wzrosną przez nowy podatek. Kilkanaście krajów UE widzi duże ryzyko
Autorzy badania widzą największy potencjał tego wynalazku w energetyce słonecznej. Panele fotowoltaiczne, zwłaszcza te zlokalizowane na suchych i zapylonych terenach, błyskawicznie tracą wydajność, jeśli się zakurzą. Czyste szyby na panelach są niezbędne, jeśli mamy polegać na energii słonecznej. Samoczyszczące się szkło mogłoby rozwiązać ten problem bez konieczności zużywania ogromnych ilości wody i energii do mycia wielkich powierzchni. Jeśli kiedykolwiek przyjdzie nam budować taką farmę na Księżycu lub na Marsie, samoczyszczące szyby będą wybawieniem.
Nie bez znaczenia jest też prostota całego rozwiązania. Proces produkcyjny polega na wytrawianiu elektrod bezpośrednio na tafli szkła i pokryciu ich cienką warstwą ochronną z tworzywa sztucznego (PET). Zawsze czyste szyby są więc produkowane z powszechnie dostępnych materiałów i nie wymaga modernizacji stosowanych aktualnie metod produkcji szkła. To znacznie ułatwia potencjalne wdrożenie na skalę przemysłową. Nie będzie konieczności, by projektować i budować zupełnie nowe linie produkcyjne.
Choć wyniki badań opublikowane w renomowanym czasopiśmie Advanced Science robią wrażenie, warto zachować pewien dystans. Jak często bywa z innowacjami laboratoryjnymi, kluczowe będzie sprawdzenie, jak technologia poradzi sobie w realnych warunkach – na różnych powierzchniach, przy zmiennej wilgotności powietrza, w bezpośrednim kontakcie z wodą, gradem, śniegiem, na mrozie oraz w pełnym słońcu i upale.
Czytaj też: Ożywili materiał, a on zrobił z CO2 coś niebywałego. Ależ technologia ze Szwajcarii
Trzeba też rozważyć trwałość takiego rozwiązania przy wieloletniej eksploatacji. Rzeczywiste koszty produkcji mogą być nieduże, ale jeśli samoczyszczące okna trzeba będzie wymieniać co kilka lat, nie ma sensu ich wdrażać na większą skalę. Mimo tych zastrzeżeń pomysł chińskich naukowców wydaje się niezwykle obiecujący. Jeśli uda się go skutecznie skomercjalizować, może przynieść wymierne korzyści zarówno dla środowiska, jak i naszych portfeli. Zredukuje zużycie wody i koszty utrzymania czystości w wielu sektorach oraz w prywatnych mieszkaniach.