Исследователи из Массачусетского технологического института создали новый вид стекла, поверхность которого покрыта "лесом" крошечных наноразмерных конусов. За счет малых размеров этих структур стекло остается абсолютно прозрачным, но эффективно отталкивает воду, грязь и не бликует на прямом солнечном свету. Технология изготовления подобных стекол может с успехом использоваться для производства ветровых стекол автомобилей, солнечных батарей, различных оптических устройств, экранов мобильных электронных устройств и даже для изготовления обычных окон.

Основой идеи, легшей в создание такого стекла, стала идея, взятая в живой природе. Ученым уже достаточно давно известно, крылья некоторых видов насекомых и шерсть некоторых животных обладают отличными гидрофобными качествами за счет наноструктур, покрывающих их поверхность и расположенных под определенным углом.

Киу-Чул Парк, Хюнгрюл Чой и их команда использовали стандартные технологии, используемые в производстве полупроводников. Они покрыли поверхность стекла несколькими слоями специальных материалов и подвергли получившуюся поверхность обработке методом химического травления. В результате на поверхности стекла получился "лес" из конусов, диаметров в основании около 200 нанометров и высотой в один микрометр.



Но полученная таким образом наноповерхность стекла оказалась весьма восприимчива к воздействию воды. Поэтому ученые, используя процесс осаждения из паровой фазы, покрыли поверхность с наноконусами тончайшей пленкой гидрофобного материала. И полученный результат превзошел все ожидания!

Конечно, стекло с гидрофобной поверхностью уже известно достаточно давно, но, новый вид стекла, разработанный исследователями из Массачусетса, обладает потрясающе эффективной гидрофобией и стойкостью к внешним воздействиям. В качестве демонстрации этого достижения, исследователи использовали камеру для высокоскоростной съемки Phantom и засняли процесс падения капли воды на такую поверхность. Как можно увидеть на видеоролике, приведенном ниже, капля воды не смачивала поверхность, а отталкивалась от нее подобно теннисному мячику.

Разработка гидрофобного и самоочищающегося стекла имеет огромное значение для области применения солнечных батарей. В подавляющем большинстве случаев солнечные батареи устанавливаются на открытом воздухе. Пыль, грязь, "приклеенные" к поверхности фотоэлементов атмосферной влагой, росой, снижают эффективность солнечных батарей на целых 40 процентов, а чистое гладкое стекло отражает значительную часть солнечного света назад в пространство, особенно когда солнечные лучи падают на поверхность под крутым углом. Новое стекло с наноструктурной поверхностью позволит решить все вышеописанные проблемы одним махом.

Результаты данных исследований и описание разработанной технологии будут изданы в ближайших выпусках журнала ACS Nano.