اختراع زجاج ذاتي التنظيف، لا يحتاج إلى ماء أو مواد كيميائية

أعلنت مجموعة من العلماء الصينيين مؤخرًا عن نوع جديد من الزجاج ينظف نفسه تلقائيًا دون استخدام الماء أو المواد الكيميائية أو أي تأثير مادي. وتَعِد هذه التقنية بتغيير طريقة صيانة الأبواب الزجاجية والألواح الشمسية.

آفاق تطبيق اختراع الزجاج ذاتي التنظيف الذي طوره علماء صينيون هائلة، خاصة في مجال البناء الحديث، حيث أصبحت ناطحات السحاب تحظى بشعبية متزايدة وتتطلب حلول صيانة فعالة - الصورة: الذكاء الاصطناعي

وبحسب إعلان صادر عن جامعة تشجيانغ، نجح فريق البحث الخاص بهم في تطوير زجاج شفاف بسمك 0.62 ملم فقط، يمكنه إزالة ما يصل إلى 98% من الأوساخ على السطح في ثوانٍ قليلة بفضل المجال الكهربائي المتناوب.

بخلاف الطرق التقليدية التي تتطلب الماء أو المناديل أو المواد الكيميائية، يستخدم الزجاج مجالًا كهربائيًا لرفع جزيئات الغبار، العضوية وغير العضوية، من سطحه. يُعد هذا حلاً مثاليًا للبيئات القاسية كالصحاري، حيث غالبًا ما تكون الألواح الشمسية مغطاة بالغبار، مما يقلل من كفاءتها.

من نوافذ المنازل إلى زجاج المركبات الفضائية: كل مكان يحتاج إلى النظافة

تُعد الأوساخ على الأسطح الزجاجية مشكلة شائعة، بدءًا من المنازل والمباني الشاهقة وصولًا إلى البيوت الزجاجية والسيارات وحتى مسبارات المريخ. تنظيف الزجاج مكلف ويتطلب جهدًا كبيرًا، وأحيانًا غير فعال، خاصةً في الأماكن التي لا يُمكن فيها التنظيف المنتظم.

وتُظهِر التقنيات القديمة، مثل الشاشات الديناميكية الكهربائية التي تستخدمها وكالة ناسا على سطح المريخ، إمكانات كبيرة، إلا أنها محدودة في التعامل مع الغبار الناعم أو عندما يكون السطح غير مستوٍ.

وتغلب فريق البحث الصيني على هذا القيد من خلال دراسة متأنية لكيفية تفاعل جزيئات الغبار مع المجالات الكهربائية، وبالتالي تصميم نموذج فيزيائي مثالي للتنظيف.

المميز في هذا الزجاج الجديد أنه لا ينظف فحسب، بل يمنع أيضًا التصاق الغبار الجديد. عند تشغيل المجال الكهربائي، يُشكّل "درعًا كهربائيًا" يشتت جزيئات الغبار المشحونة كهربائيًا في الهواء، مما يقلل من كمية الغبار التي قد تلتصق بالزجاج بنسبة تصل إلى 90%.

وبفضل هذا، يظل الزجاج محتفظًا بالشفافية اللازمة، مما يجعله مناسبًا جدًا للتطبيقات التي تتطلب مرور الضوء، مثل الألواح الشمسية، أو زجاج السيارات الأمامي، أو الأسقف الزجاجية، أو الأبواب الزجاجية لناطحات السحاب.

تعمل النظارات على تقليل الضوء المرئي بدرجة صغيرة جدًا، حيث إن معظم الضوء المحجوب يقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء، ولا يؤثر على الرؤية البشرية أو الإضاءة الطبيعية.

ليس الزجاج الجديد فعالاً فحسب، بل صُمم أيضاً لسهولة إنتاجه بكميات كبيرة. تتضمن عملية التصنيع نقش أقطاب كهربائية دقيقة على سطح الزجاج، ثم طلائه بغشاء واقٍ رقيق، وهو متوافق تماماً مع تقنيات تصنيع الزجاج الصناعي الحالية، دون الحاجة إلى معدات باهظة الثمن أو تقنيات معقدة.

آفاق التطبيق واسعة النطاق

اخترع علماء صينيون زجاجًا ذاتي التنظيف، يُمكن استخدامه في تطبيقات عملية عديدة في الحياة العصرية. يُمكن لهذا النوع من الزجاج إزالة الأوساخ والبقع والشحوم باستخدام ضوء الشمس فقط، دون الحاجة إلى الماء أو المنظفات. هذا يُمكن أن يُقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة والتنظيف، خاصةً في الأماكن التي يصعب الوصول إليها، مثل واجهات المباني الشاهقة أو ألواح الطاقة الشمسية على الأسطح.

في مجال البناء، من المتوقع أن يتم تطبيق الزجاج الذي ينظف نفسه في المشاريع الكبيرة مثل الشقق ومراكز التسوق والمطارات أو محطات القطار، حيث يكون سطح الزجاج معرضًا للأوساخ في كثير من الأحيان ولكن التنظيف مكلف للغاية وخطير.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا توسيع نطاق هذه التكنولوجيا لتشمل صناعة النقل، مثل تصنيع الزجاج الأمامي للسيارات أو القطارات عالية السرعة أو الطائرات، مما يساعد على الحفاظ على السطح شفافًا وآمنًا أثناء الحركة.

ومن الآفاق المهمة الأخرى تطبيق هذه التقنية في الألواح الشمسية. فبفضل قدرتها على التنظيف الذاتي، يُمكن الحفاظ على كفاءة امتصاص الضوء للألواح بشكل أكثر استقرارًا، مما يُسهم في زيادة كفاءة إنتاج الكهرباء، وهو أمر بالغ الأهمية في سياق التحول نحو الطاقة الخضراء الذي يُروَّج له عالميًا.

لا يقتصر دوره على توفير الطاقة والمياه النظيفة والعمالة فحسب، بل له أيضًا آثار بيئية عميقة، إذ يقلل من الحاجة إلى مواد التنظيف الكيميائية والنفايات. وإذا أُنتج بكميات كبيرة بتكلفة معقولة، فقد يُمثل خطوةً هامةً في مجال تكنولوجيا المواد الصديقة للبيئة والتنمية المستدامة.

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/phat-minh-kinh-tu-lam-sach-khong-can-nuoc-hay-hoa-chat-20250805205000887.htm