Rivestimento in metamateriale: l’invenzione svizzera aiuta contro i vetri appannati

(Questo articolo è disponibile anche in inglese)

Può essere piuttosto frustrante quando le lenti si appannano, un problema particolarmente comune tra le persone che portano gli occhiali Protezione bocca e naso preoccupazioni, ma anche fotografi e cameraman. I ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un rivestimento metamateriale che assorbe la radiazione infrarossa, che riscalda il vetro fino a otto gradi rispetto all’ambiente. Iwan Haechler e colleghi descrivono i dettagli tecnici in uno cartaceo attuale in natura”.

Poiché l’aria calda può contenere più acqua dell’aria fredda, l’umidità nell’aria si condensa sulle superfici fredde. L’aria respirabile calda e satura di vapore acqueo che incontra le lenti per occhiali fredde trova lì condizioni quasi perfette per una buona adesione grazie all’elevata energia superficiale del vetro bagnante con gocce d’acqua. In lavori precedenti, i ricercatori hanno cercato di utilizzare la nanostrutturazione o rivestimenti con molecole idrofile e idrorepellenti per mantenere la superficie di contatto delle goccioline sul vetro il più piccola possibile in modo che le goccioline rotolino via. Tuttavia, tali rivestimenti diventano rapidamente inefficaci a causa della contaminazione.

L’idea di assorbire i raggi infrarossi della luce solare, che sono invisibili all’occhio umano, è quindi in realtà abbastanza ovvia. Dopotutto, i filtri fotonici sotto forma di strati sottili vengono già applicati regolarmente alle lenti degli occhiali e ciò che funziona per la riflessione può essere utilizzato anche per l’assorbimento. Tuttavia, questo funziona molto bene solo in un intervallo di lunghezze d’onda ristretto.

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Fonte: ETH Zurigo

I ricercatori svizzeri hanno quindi fatto evaporare uno strato estremamente sottile di nanoparticelle d’oro su una base di biossido di titanio. Hanno permesso alle particelle d’oro di formarsi sulla superficie finché le singole particelle non hanno iniziato a fondersi insieme, il cosiddetto limite di percolazione. Lo strato d’oro perforato sottile circa dieci nanometri, ricoperto da un secondo strato di biossido di titanio, assorbe la radiazione del vicino infrarosso su un’ampia gamma spettrale, consentendo alla luce visibile di passare senza ostacoli.

Quando il sole splende a 1000 watt per metro quadrato – un valore che può essere sicuramente raggiunto nelle giornate di sole – il rivestimento riscalda le lenti a circa otto gradi sopra la temperatura ambiente. A 600 watt è ancora di circa cinque gradi. Tuttavia, sono necessari alcuni minuti affinché gli occhiali si riscaldino a sufficienza. I ricercatori hanno fatto domanda di brevetto, ma finora non ci sono aziende che vogliono adottare questa invenzione.


(wst)



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