בפיתוח: זכוכית דוחה מים, אבק והחזרים

חוקרים מאוניברסיטת MIT גילו דרך לפתח זכוכית מיוחדת המסוגלת למנוע מטיפות או אבק להיצמד אליה והיא בעלת תכונות של "ניקוי עצמי". בנוסף הזכוכית מסוגלת להעלים כמעט לחלוטין השתקפויות דבר אשר יהפוך אותה לשימושית מאד במגוון תחומים וביניהם גם בתעשיית הצילום.

זכוכית המעבירה כמעט את כל האור הנופל עליה איננה דבר חדש. למעשה בנובמר 2011 פרסמנו כאן פרטים על "זכוכית בלתי נראית" אותה פיתחה חברת Nippon Electric Glass מיפן ומסוגלת להעביר 99.5% מן האור הפוגע בה (לעומת 92% העברה בזכוכית קונבנציונאלית). ההבדל הזעום לכאורה של 8% מעלים כמעט לחלוטין החזרים, השתקפויות ובעיות אופטיות דומות אחרות ועשוי לשמש בעתיד גם בתחומי האלקטרוניקה ותעשיית הצילום. הפיתוח של החוקרים מ-MIT מגיע אמנם "רק" לכדי 98% העברה אך הוא מוסיף תכונות מעניינות הנוגעות לדחיית מים ולכלוך.

משטח זכוכית – מימין החלק שלא זכה לציפוי מכוסה אדים, משמאל החלק שזכה לציפוי (קרידט: Kyoo-Chul Park and Hyungryul Choi/MIT)

באמצעות שימוש בציפוי ננו דמוי חרוטים בעל תכונות דוחות מים (תכונה המכונה באנגלית hydrophobic) יכולה הזכוכית החדשה אשר פותחה על למנוע היווצרות לכלוך וכתמים על הזכוכית ולהשאירה נקיה ושקופה לפרקי זמן ארוכים. טכנולוגיות דומות אשר פותחו בעבר סבלו מבעיות הנובעות מהצטברות אבק אשר הוריד מעילותן לאחר מספר חודשים באופן משמעותי (עד כ-40% ירידה ביעילות דחיית המים לאחר חצי שנה). הזכוכית החדשה צפויה על פי החוקרים לסבול הרבה פחות מבעיה זו ובנוסף היא כאמור כולל שיפור משמעותי ביכולת העברת האור אשר איננה קיימת בפיתוחים אחרים של זכוכיות דוחות מים הקיימות כיום.

סרטון קצר המדגים את יכולת דחיית המים של הזכוכית החדשה (שימו לב לטיפה המקפצת)

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=8he2oKAR8IE[/youtube]

מה השימושים של הזכוכית המתקדמת? בדומה לזכוכית הבלתי נראית של Nippon, גם כאן היישומים האפשריים רבים מאד, אלא שכאן נוסף גם ההיבט הנוגע לדחיית מים ואבק לנושא ההחזרים. התחום המרכזי אליו מכוונים החוקרים הוא שיפור הציפויים של לוחות סולאריים החשופים לאיתני הטבע ומאבדים מנצילותם בשל לכלוך ושאריות מים ולחות המצטברות עליהם. אלא שגם בתעשיית האלקטרוניקה עשויים להיות שימושים רבים לטכנולוגיה. כך למשל מסכי מגע של מוצרים אלקטרוניים דוגמת פלפונים ומצלמות יוכלו להנות מהעברת אור טובה, צמצום בהחזרים ומניעת לכלוך כתוצאה מאצבעות שמנוניות. לא ברור האם הציפוי יכול להתאים בתכונותיו גם לעדשות ופילטרים (שם לתכונות אופטיות מדוייקות ביותר יש חשיבות רבה) אבל בהנחה שהתשובה חיובית אפשר ונראה בעתיד ציפויים דומים גם על עדשות.

הננו ציפוי מונע ההחזרים והנוזלים/אבק בהגדלה (קרידט: Kyoo-Chul Park and Hyungryul Choi/MIT)

החוקרים אשר שאבו השראה מן הטבע כאשר יצרו את הזכוכית החדשה, סיפרו בידיעה שהתפרסמה לאחרונה באתר אוניברסיטת MIT כי הפיתוח התבסס בין השאר על מה שלמדו מיכולות ההנדסה של הטבע עצמו כפי שאלו באות לידי ביטוי למשל בצמח הלוטוס או בחיפושיות מדבר שונות אשר גם להן תכונות דוחות מים כתוצאה ממבנה פני השטח שלהן. אף שמדובר בשלב זה במחקר בלבד, החוקרים מאמינים כי הייצור של הזכוכית עשוי להיעשות בעתיד בצורה פשוטה על ידי הוספת שלב נוסף בתהליך ייצור הזכוכית הרגיל דבר אשר עשוי להוריד בסופו של דבר את המחיר לרמה שאינה רחוקה מאד מזו של זכוכית רגילה (אז גם נוכל למצוא את הזכוכית המיוחדת בשימושים רחבים בהרבה כמו חלונות מכוניות ובתים למשל אשר לא יתלכלכו וימנעו השתקפויות).