En ny beläggning utvecklad av ETH-forskare förhindrar imma på transparenta ytor. Istället för att använda el, beläggningen är beroende av solljus för att värma ytan.

Alla som åker skidor, bär glasögon, använder kamera eller kör bil är bekant med problemet:om du kommer in i en fuktig miljö av kylan, dina glasögon, kameralins eller vindruta kan snabbt imma. Forskare vid ETH Zürich har nu utvecklat en ny transparent materialbeläggning som kraftigt minskar denna effekt. Bara några nanometer tjock, deras hållbara beläggning är gjord av guld nanopartiklar inbäddade i icke-ledande titanoxid.

"Vår beläggning absorberar den infraröda komponenten av solljus tillsammans med en liten del av det synliga solljuset och omvandlar ljuset till värme, " förklarar Christopher Walker, en doktorand i ETH professor Dimos Poulikakos grupp och huvudförfattare till studien. Detta värmer upp ytan med 3 till 4 grader Celsius. Det är denna skillnad i temperatur som förhindrar imma.

Passiv uppvärmning

Värme är också svaret på problemet med imma på bilrutorna. Varm luft från fordonsvärmesystemet värmer den främre vindrutan, medan bakrutan är försedd med ett rutnät av elektriska värmeelement. Men till skillnad från dessa metoder, ETH-forskarnas nya beläggning fungerar passivt. Eftersom den enda energikälla som krävs är solen, deras beläggning är särskilt lämplig för bärbara föremål som glasögon och glasögon.

Efstratios Mitridis, en annan doktorand i Poulikakos grupp, förklarar vad som gör den nya ytbeläggningen så speciell:"Normalt, det är mörka ytor som absorberar ljus och omvandlar det till värme, " han säger, "men vi har skapat en transparent yta som har samma effekt."

Bättre än anti-dim sprayer

Kondens uppstår på en yta närhelst det sker ett plötsligt fall i temperatur eller ökad luftfuktighet, bildar små vattendroppar som sprider infallande ljus i olika riktningar på ungefär samma sätt som atmosfärisk dimma. Som ett alternativ till att använda värme för att förhindra imma, känsliga ytor kan beläggas med hydrofila medel. Eftersom de drar till sig vatten, dessa medel säkerställer att kondensen bildar en jämn tunn film av vätska över ytan snarare än separata droppar. Anti-dimsprayer för glasögon fungerar vanligtvis enligt denna princip.

Nu, tester har visat att när de utsätts för solljus, immiga ytor belagda med guld-nanopartiklar och titanoxid klarnar fyra gånger snabbare än ytor som behandlats med ett vanligt anti-dimmedel. "Spraybehandlingar tappar ofta sin effekt efter ett tag eftersom anti-dimfilmen torkar upp eller blir ojämnt fördelad, " säger Walker. "En hållbar beläggning som vår håller mycket längre än en spraybehandling, som du måste tillämpa praktiskt taget dagligen, " han lägger till.

ETH-forskarna planerar nu att lansera sin nya metod på marknaden, i samarbete med en partner från industrin. "Vi vill förfina vår redan robusta beläggning för att säkerställa att den håller i flera år, och vi vill ta tekniken från labbskala till industriskala, " säger Walker. Deras beläggning har ett stort antal potentiella applikationer, inklusive bilvindrutor och backspeglar samt skidglasögon och dykmasker.