Если вы носите очки, вы, вероятно, знаете, как неприятно, когда ваши линзы запотевают, когда вы пьете горячий напиток или входите в теплое помещение, вернувшись с улицы. Столь же неприятным (но более опасным) является склонность лобового стекла в машине к запотеванию, когда на улице холодно, а вы включаете обогреватель. К счастью, появился новый способ избежать неприятное запотевание и что важно, для этого не требуется электричество.

Команда ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха создала тонкое и прозрачное покрытие, которое при нанесении на стекло и другие прозрачные поверхности действует как барьер против запотевания. Используя знания по термодинамике и несколько распространенных производственных методов, команда экспертов по термодинамике и инженеров по поверхностным нанотехнологиям создала свой собственный метаматериал или вещество, обладающее свойством, которое не встречается в природе. Метаматериалы часто используются в устройствах для преобразования солнечной энергии, оптических фильтрах, медицинском оборудовании и других приборах. И как сообщается, они часто содержат не столь секретный ингредиент, используемый в покрытии материалов, а именно золото.

Новый метаматериал содержит наноскопический слой золота, который зажат между двумя слоями изолятора из оксида титана. Молекулы золота находящиеся в середине метаматериала, едва касаются друг друга, что позволяет им поглощать инфракрасное солнечное излучение. Это повышает температуру материала с покрытием на 8 градусов по Цельсию. Именно тепло предотвращает образование конденсата, вызванного влажностью, на покрытом материале.

Слои метаматериала.

В статье, опубликованной в понедельник в журнале Nature Nanotechnology, ученые говорят, что их покрытие обеспечивает четырехкратное улучшение предотвращения запотевания и трехкратное улучшение по удалению влажности со стекла. Поскольку покрытие прозрачное, его можно использовать на автомобильных и жилых окнах, очках и стеклянных дисплеях. Его толщина также составляет всего 10 нанометров (или 0,01% толщины листа стандартной бумаги для принтера), а это означает, что покрытие не увеличивает объем применяемых материалов. На самом деле, большинство людей вообще не заметят каких-либо изменений, особенно на тонированных поверхностях. Ученые отмечают, что покрытие не будет нагревать транспортные средства или стекла, так как слой золота поглощает лишь небольшую часть солнечного излучения.

Покрытие на основе золота относится к категории «поверхностное покрытие с пассивным нагревом» — над этим метаматериалом команда Швейцарской высшей технической школы работала несколько лет. С момента первой итерации, опубликованной в 2019 году, покрытие стало тоньше и гибче, что делает его более практичным в реальных условиях. Оно также содержит меньше золота, чем изначально. Тем не менее, ученые стремятся тестировать различные металлы в проводящем слое покрытия, чтобы сделать свой запатентованный продукт более доступным.