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防眼镜起雾的超薄金基透明涂层面世

2022-12-15 10:52:09来源:科技日报 编辑:张佳欣 点击量:7357

瑞士苏黎世联邦理工大学的研究人员最近开发出一种超薄的金基透明涂层,能够将阳光转化为热量,将其用于眼镜、汽车挡风玻璃和其他表面,能防止它们起雾。

研究人员解释说,这种新涂层的特别之处在于它选择性地吸收太阳辐射。阳光中所含能量的一半存在于红外光谱中,另一半存在于可见光和紫外线光谱中。“我们的涂层吸收了很大一部分红外辐射,这会导致它升温,最高可达8℃。它只吸收可见光范围内的一小部分辐射,这就是为什么涂层是透明的。”

新涂层采用了一种不同于传统的防雾方法。传统的涂层表面涂有亲水分子,这会导致冷凝水均匀分布,这就是防雾喷雾的原理。但新方法是加热了表面,从一开始就防止由湿度引起的冷凝水的形成。它的原理与汽车的后窗除雾相同,但研究人员指出,汽车中电供暖效率低下,且浪费能源。相比之下,新涂层是被动加热的,在白天不需要额外的能源。

新涂层由单一的金纳米层组成,而且更薄、更透明、更柔韧。此外,因为它有选择地吸收红外光,所以更清晰,效果更好。

黄金可能很贵,但研究人员指出,他们的涂层需要的材料很少,所以成本仍然很低。该涂层由夹在两层超薄氧化钛(一种电绝缘材料)之间的微小且极薄的金簇组成。由于它们的折射特性,这两个外层增强了加热效应的效果。此外,最上层的氧化钛还起到抛光的作用,保护金层不受磨损。整个“三明治”结构只有10纳米厚。相比之下,一片普通的金箔要厚12倍。

单个金簇之间的接触最小,这就是金层导电的原因。因此,在没有阳光的情况下,仍然可以使用电力来加热涂层。

除了眼镜和挡风玻璃外,这种防雾方法还可用于任何必须加热和透明的物体,如窗户、镜子或光学传感器,而且不会导致汽车或建筑在夏天变得更热。



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责任编辑:赵亚宣

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