你能想象到不需利用任何能量或者采取任何獨特的手段,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,比如太陽能電池板上的玻璃,而不用擔心其表面清潔、保養和腐蝕等問題。
馬斯達爾學院(Masdar Institute)的科學家在常見的二氧化鈦化學制品中,發現了這種自清潔能力。當太陽能電池表面涂覆這種礦物質時,會使其表面具有超親水性,或者說是對水有極端的親和力。這意味著,當水和涂覆二氧化鈦的表面接觸時,水分子將展開并且最大程度地和表面接觸,這使得水分子均勻地滑過表面,帶走表面的所有雜質。
超親水表面的親水和擴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,那么僅僅利用流水沖洗表面就可以使之清潔。這種特性已經廣泛地應用于各種室外項目,比如玻璃、混泥土材料、鋪路磚和瓷磚等。然而,利用二氧化鈦實現超親水,需要將二氧化鈦薄膜經過輻照或者曝光處理。而如今,我們正在努力實現不經曝光處理,得到相同的超親水性能。這將極大擴展其在眾多室內材料中的潛在商業用途。
研究團隊中的一名科學家介紹到,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,這種材料在室內和室外都能獲得令人滿意的超親水性能。
科研人員研發的薄膜,薄到透明,能夠用于對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領域的潛能得到認可,研究人員通過美國專利商標局(USPTO)為這種薄膜申請了專利。
這種二氧化鈦薄膜的另一個優點在于,可以通過廉價且性質長期穩定的無機材料制備而成。涂覆這種薄膜的獨特方法是在馬斯達爾學院的無塵室中進行的,并且通過實驗測試確保表面薄膜具有理想的結構特性、形態和潤濕性。
這種薄膜更進一步的特性是能夠通過人造光或自然光將吸附在表面的有機分子,從而清潔表面的污漬。例如,造成空氣污染的揮發性有機化合物(VOCs),在材料表面會被氧化或破壞,這有助于室內空氣質量的提高。后者的特點,對于表面要求透明且位于揮發性有機化合物源頭附近的室內材料極具吸引力。
目前,研究人員正在開展與當地和國際利益集團的合作。這些研究活動的進一步發展,將有助于阿拉伯聯合酋長國(UAE)在國家新材料的制造中搶占先機。
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