Aufheizung mit Sonnenlicht

Nanogold-Beschichtung verhindert das Beschlagen von Glas

Nanogold-Partikel-Beschichtung

Eine neue Beschichtung aus Nanogold-Partikeln heizt mit Sonnenlicht glatte Oberflächen auf und verhindert so, dass sich Kondenswasser bildet und die Gläser beschlagen. Da die Beschichtung durchsichtig ist kann sie zum Beispiel auf Brillen oder Autofenster aufgetragen werden.

Zürich (Schweiz). Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben eine Beschichtung entwickelt, die das Beschlagen von Gläsern, das besonders im Winter für Brillenträger, Fotografen und Autofahrer ein großes Ärgernis darstellt, verhindern kann. Die durchsichtige Beschichtung besteht laut des im Fachmagazin American Chemical Society veröffentlichten Artikels aus Nanogold-Partikeln, die von nicht leitenden Titanoxid ummantelt sind. Da die Beschichtung nur wenige Nanometer dick ist kann sie auf nahezu alle Oberflächen aufgetragen werden.

Das Beschlagen wird laut Christopher Walker von der ETH verhindert, da „die Beschichtung den Infrarotanteil und einen Teil des sichtbaren Sonnenlichts absorbiert und beides in Wärme umwandelt.“ Die beschichteten Glasoberflächen erhitzen sich dadurch um drei bis vier Grad über die Umgebungstemperaturen, was die Bildung von Kondenswasser unterdrückt. 

Durchsichtige Fläche absorbiert Sonnenhitze

Das Beschlagen von Scheiben wird verursacht, da winzige Wassertropfen auf glatten Oberflächen kondensieren, wenn die Temperatur plötzlich deutlich abfällt oder die Luftfeuchtigkeit abrupt steigt. Die Trübung wird ausgelöst, da die kondensierten Wassertropfen das eintreffende Licht brechen und in unterschiedliche Richtung abstrahlen.

Im Gegensatz zu aktuell verwendeten Technologien, die zum Beispiel die Windschutzscheibe eines Autos mit der Fahrzeugheizung aufwärmen, ist die Beschichtung mit Nanogold vollkommen passiv. Eine weitere Energiequelle außer der Sonne wird daher nicht benötigt. Efstratios Mitridis erklärt, dass „normalerweise dunkle Flächen Licht absorbieren und in Wärme umwandeln.“ Die Wissenschaftler der ETH haben denselben Effekt mit einer durchsichtigen Beschichtung erreicht.

Mit Unternehmenspartnern zum marktreifen Produkt

Gewöhnliche Antifog-Sprays für Brillen nutzen zur Beschichtung von Oberflächen hydrophile Verbindungen, die dafür sorgen, dass das Kondenswasser statt Tröpfchen einen gleichmäßigen dünnen Wasserfilm bildet. Experimente haben gezeigt, dass die Nanogold-Partikel-Beschichtung bei vorhandener Sonneneinstrahlung den Scheibenbeschlag viermal so schnell beseitigt wie im Handel erhältliche Antifog-Sprays. Außerdem ist die neue Beschichtung laut Walker „dauerhaft und muss nicht wie herkömmliche Sprays fast täglich erneuert werden.“ Ein weiterer Vorteil ist die gleichmäßige Verteilung, die bei Antifog-Sprays nur schwer möglich ist und so deren Wirkungsgrad beeinträchtigt.

Im nächsten Schritt wollen die Forscher der ETH mit Unternehmenspartner ihre Beschichtung zur Marktreife bringen. Dazu soll die bereits jetzt schon robuste Beschichtung weiter optimiert werden, umso eine Beständigkeit von mehreren Jahren zu erreichen.

American Chemical Society, doi: 10.1021/acs.nanolett.8b04481

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