你能想象到不需利用任何能量或者采取任何獨(dú)特的手段,就可以保持材料表面清潔、干燥和凈爽嗎?這意味著你可以有效地利用許多不同的材料,比如太陽(yáng)能電池板上的玻璃,而不用擔(dān)心其表面清潔、保養(yǎng)和腐蝕等問(wèn)題。
馬斯達(dá)爾學(xué)院(Masdar Institute)的科學(xué)家在常見(jiàn)的二氧化鈦化學(xué)制品中,發(fā)現(xiàn)了這種自清潔能力。當(dāng)太陽(yáng)能電池表面涂覆這種礦物質(zhì)時(shí),會(huì)使其表面具有超親水性,或者說(shuō)是對(duì)水有極端的親和力。這意味著,當(dāng)水和涂覆二氧化鈦的表面接觸時(shí),水分子將展開(kāi)并且最大程度地和表面接觸,這使得水分子均勻地滑過(guò)表面,帶走表面的所有雜質(zhì)。
超親水表面的親水和擴(kuò)散特性有利于表面抵抗污垢和霧氣的累積。如果污垢聚集起來(lái),那么僅僅利用流水沖洗表面就可以使之清潔。這種特性已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種室外項(xiàng)目,比如玻璃、混泥土材料、鋪路磚和瓷磚等。然而,利用二氧化鈦實(shí)現(xiàn)超親水,需要將二氧化鈦薄膜經(jīng)過(guò)輻照或者曝光處理。而如今,我們正在努力實(shí)現(xiàn)不經(jīng)曝光處理,得到相同的超親水性能。這將極大擴(kuò)展其在眾多室內(nèi)材料中的潛在商業(yè)用途。
研究團(tuán)隊(duì)中的一名科學(xué)家介紹到,他和Corrado Garlisi博士生一起探究新型的薄膜材料。這種新型材料能在不曝光的條件下,使表面具備超親水的性能。即使是在晚上,這種材料在室內(nèi)和室外都能獲得令人滿意的超親水性能。
科研人員研發(fā)的薄膜,薄到透明,能夠用于對(duì)透明度有要求的玻璃或者其他表面。為了使其新穎性和商業(yè)領(lǐng)域的潛能得到認(rèn)可,研究人員通過(guò)美國(guó)專利商標(biāo)局(USPTO)為這種薄膜申請(qǐng)了專利。
這種二氧化鈦薄膜的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,可以通過(guò)廉價(jià)且性質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定的無(wú)機(jī)材料制備而成。涂覆這種薄膜的獨(dú)特方法是在馬斯達(dá)爾學(xué)院的無(wú)塵室中進(jìn)行的,并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試確保表面薄膜具有理想的結(jié)構(gòu)特性、形態(tài)和潤(rùn)濕性。
這種薄膜更進(jìn)一步的特性是能夠通過(guò)人造光或自然光將吸附在表面的有機(jī)分子,從而清潔表面的污漬。例如,造成空氣污染的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),在材料表面會(huì)被氧化或破壞,這有助于室內(nèi)空氣質(zhì)量的提高。后者的特點(diǎn),對(duì)于表面要求透明且位于揮發(fā)性有機(jī)化合物源頭附近的室內(nèi)材料極具吸引力。
目前,研究人員正在開(kāi)展與當(dāng)?shù)睾蛧?guó)際利益集團(tuán)的合作。這些研究活動(dòng)的進(jìn)一步發(fā)展,將有助于阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)(UAE)在國(guó)家新材料的制造中搶占先機(jī)。
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