ETH-Zurich､視界改善にナノテクと太陽光を利用

May, 23, 2019, Zurich--ETH研究チームが開発した新しいコーティングは､透明表面の曇りを防止する｡電気を利用するのではなく、そのコーティングは太陽光を利用して表面を加熱する｡

スキーをしたり､メガネをかけたり､カメラを利用したり､車を運転する人は誰でも､そうした問題を熟知している｡寒い環境から湿った環境に入ると､メガネ､カメラレンズ､窓ガラスが直ちに曇る｡ETH-Zurichの研究チームは､この効果を低減する新しい透明材料被覆を開発した｡わずか数ナノメートル厚､耐久性のある被覆は､非導電酸化チタンに内蔵した金ナノ粒子でできている｡

｢われわれのコーティング(被覆)は、太陽の可視光の一部と赤外成分を吸収し､光を熱に変換する｣と論文の筆頭著者､博士課程学生､Christopher Walkerは説明している｡これが表面を3～4℃加熱する｡曇りを防ぐのは､この温度差である｡

パッシブヒーティング
　熱は、自動車の窓の曇りの問題への解でもある｡車内の暖房システムの温かい空気がフロントウインドウを温める､一方リアウインドウは電気の発熱グリッドがついている｡しかし､こうした方法とは違い､ETH研究チームの新しいコーティングはパッシブで機能する｡必要な唯一のエネルギー源は太陽であるので､そのコーティングは､メガネやゴーグルなどウエアラブル製品に最適である｡

Dimos Poulikakos教授グループのもう1人の博士課程学生､Efstratios Mitridisは､｢通常､光を吸収し､それを熱に変換するのは暗色表面であるが､われわれは同じ効果をもつ透明表面を作った｣と説明している｡

温度の急激な低下､あるいは湿度の上昇があるといつでも表面に凝結が起こり､水の微小水滴が形成される｡これが､大気中の霧と同じような方法で､様々な方向からの入力光を分散させる｡曇りを防ぐために熱を使用する代わりに､影響を受けやすい表面を親水剤で被覆することができる｡それらは水分を引きつけるので､これらの親水剤は､水滴を分離させるのではなく､表面で確実に凝結が液体の非常に薄い膜を形成する｡メガネの曇り止めスプレーは､通常､こうした原理で機能する｡　

現在､陽光を当てた時､金ナノ粒子と酸化チタン被覆の曇った表面は､通常の曇り止め防止剤で処置した表面よりも4倍速くクリアになることが実験で示された｡｢スプレイ処置は､しばらくするとその効果が失われることがある｡曇り止め防止膜が乾いたり､不均等に分散されるからである｣とWalkerは言う｡｢われわれのもののように耐久性のあるコーティングは､スプレイ処置よりも遙かに長持ちである｡スプレイは､実質､毎日処置しなければならない｣と同氏は付け加えている｡

ETH研究チームは､この新しい方法の市場投入を計画している｡
｢われわれは､すでにロバストなコーティングを確実に何年も持つように改善するつもりである｡また、その技術をラボスケールから産業規模にしたいと考えている｣とWalkerは話している｡アプリケーションは、自動車の窓ガラス､バックミラー､スキーのゴーグル､ドライビングマスクなどと幅広い｡