防眼鏡起霧的超薄金基透明涂層面世
(資料圖)
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種超薄的金基透明涂層，能夠?qū)㈥?yáng)光轉(zhuǎn)化為熱量，將其用于眼鏡、汽車(chē)擋風(fēng)玻璃和其他表面，能防止它們起霧。
研究人員解釋說(shuō)，這種新涂層的特別之處在于它選擇性地吸收太陽(yáng)輻射。陽(yáng)光中所含能量的一半存在于紅外光譜中，另一半存在于可見(jiàn)光和紫外線光譜中。“我們的涂層吸收了很大一部分紅外輻射，這會(huì)導(dǎo)致它升溫，最高可達(dá)8℃。它只吸收可見(jiàn)光范圍內(nèi)的一小部分輻射，這就是為什么涂層是透明的。”
新涂層采用了一種不同于傳統(tǒng)的防霧方法。傳統(tǒng)的涂層表面涂有親水分子，這會(huì)導(dǎo)致冷凝水均勻分布，這就是防霧噴霧的原理。但新方法是加熱了表面，從一開(kāi)始就防止由濕度引起的冷凝水的形成。它的原理與汽車(chē)的后窗除霧相同，但研究人員指出，汽車(chē)中電供暖效率低下，且浪費(fèi)能源。相比之下，新涂層是被動(dòng)加熱的，在白天不需要額外的能源。
新涂層由單一的金納米層組成，而且更薄、更透明、更柔韌。此外，因?yàn)樗羞x擇地吸收紅外光，所以更清晰，效果更好。
黃金可能很貴，但研究人員指出，他們的涂層需要的材料很少，所以成本仍然很低。該涂層由夾在兩層超薄氧化鈦（一種電絕緣材料）之間的微小且極薄的金簇組成。由于它們的折射特性，這兩個(gè)外層增強(qiáng)了加熱效應(yīng)的效果。此外，最上層的氧化鈦還起到拋光的作用，保護(hù)金層不受磨損。整個(gè)“三明治”結(jié)構(gòu)只有10納米厚。相比之下，一片普通的金箔要厚12倍。
單個(gè)金簇之間的接觸最小，這就是金層導(dǎo)電的原因。因此，在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下，仍然可以使用電力來(lái)加熱涂層。
除了眼鏡和擋風(fēng)玻璃外，這種防霧方法還可用于任何必須加熱和透明的物體，如窗戶、鏡子或光學(xué)傳感器，而且不會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)或建筑在夏天變得更熱。
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