This post is also available in:
English (אנגלית)
סוג חדש של זכוכית שקופה ותגובתית חשמלית עשוי להציע פתרון בר-קיימא לשמירה על ניקיון משטחים — ללא צורך במים או חומרי ניקוי. הזכוכית, שפותחה על ידי חוקרים בסין, משתמשת בשדות חשמליים כדי להסיר חלקיקים אורגניים ואנאורגניים תוך פחות מ-10 שניות, ומשיגה יעילות ניקוי של 97.5%.
החידוש, שתואר בכתב העת Advanced Science, מציע פוטנציאל רחב ליישומים שבהם הצטברות אבק פוגעת בביצועים או בשקיפות — מחלונות בגורדי שחקים ועד לפאנלים סולאריים ברוברים בחלל.
הצטברות אבק היא אתגר מתמשך בתעשיות רבות. מקורות האבק כוללים תופעות טבע כמו אבק המועף ברוח ואבקנים, לצד פעילות אנושית כגון בנייה וכרייה. עבור טכנולוגיות רגישות כמו פאנלים פוטו-וולטאיים, אפילו שכבת אבק דקה יכולה להפחית משמעותית את היעילות. שיטות ניקוי מסורתיות, הכוללות לרוב שימוש במים ובחומרי ניקוי, דורשות משאבים רבים ומסוכנות במיוחד במיקומים קשים לגישה.
בהשראת משטחים ביולוגיים בעלי יכולת ניקוי עצמי — כמו עלי לוטוס שדוחים מים ולכלוך באופן טבעי — ניסיונות קודמים לחיקוי השפעות אלו הסתמכו לעיתים קרובות על תנאים סביבתיים כמו לחות. לעומת זאת, לפי TechXplore, הגישה החדשה מבטלת את התלות בגורמים חיצוניים ומשתמשת בכוחות אלקטרוסטטיים להסרת חלקיקים ישירות מהמשטח.
מבנה הזכוכית הוא רב-שכבתי. שכבת בסיס של זכוכית קוורץ תומכת באלקטרודות של תחמוצת אינדיום-בדיל (ITO), המונחת באמצעות חריטה בלייזר. מעליה מונחת שכבת בידוד עשויה סרט PET (פוליאתילן גליקול טרפתלאט). כאשר מוזרם אות חשמלי בצורת גל ריבועי (5 קילו-וולט, 10 הרץ), נוצרות על פני השטח עוצמות שמספיקות כדי להזיז חלקיקי אבק, אפילו כאלו שדבקו חזק למשטח.
המערכת מסירה עד 97.79 גרם אבק למ"ר עם יעילות של 97.5%, ואף מונעת מהצטברות חדשה להידבק למשטח כאשר היא מופעלת. החוקרים זיהו שני מנגנוני מפתח האחראים לתנועת החלקיקים תחת שדות חשמליים: תנועה צדית הפוכה אבנורמלית והתנהגות "קפיצה", המונעים על ידי כוחות קולומביים ודיאלקטרופורטיים. שיטה זו מצליחה להתגבר ביעילות גם על קשרי ואן דר ואלס שאחראים בדרך כלל להצמדות חלקיקים למשטחים.
מכיוון שהחומר שקוף ואינו פוגע בהעברת אור, הוא עשוי להתאים לציוד אופטי, כלי רכב, חזיתות בניינים, וטכנולוגיות חלל הזקוקות לשמירה על ניקיון בסביבות יבשות.
