纳米技术或将为汽车带来自动清洁“智能玻璃”

【中玻网】电子扫描显微镜下的玻璃纳米层结构。从纳米级别控制玻璃的表面形态，可以非常准确地控制玻璃与液体、光线间的互动。优化驾驶员的视野，是提升车辆安全性的重要课题。虽然如今的汽车已经开始越来越依赖立体照相机、激光雷达和红外系统等电子系统，但从本质而言，优化视野的关键仍在于清洁的车窗，这样驾驶员才能看清车外的情况。如今，英国一所大学的研究人员推出了一种适用于建筑窗户的“智能”玻璃解决方案，可能也同时适用于车辆车窗。这种玻璃采用了纳米技术，不但可以实现自动清洁，而且还具有节能环保和防眩光的属性。“这是纳米结构与感温变色涂层的初次结合，”英国伦敦大学学院（University College London，下简称UCL大学）电子与电气工程系Ioannis Papakonstantinou博士表示，“这种仿生纳米结构可以增强玻璃涂层的感温变色属性，带来一种能够实现自动清洁的高性能智能窗户。”作为该高等相关人士团队的项目主管，Papakonstantinou表示，这种纳米结构的初步应用为摩天大楼的外窗，但目前他也认为，只要符合汽车行业的安全标准和其他规定，这种技术也完全可以用于道路汽车。“我们应当将这种技术的应用范围推广至汽车领域，这很容易，只是涂一层1毫米左右的涂层而已。当然了，我们肯定还要建立一套测试项目，比如观察水滴流下车窗玻璃的速度快慢，这点非常重要，特别是针对前挡风窗而言。”
　　
　　UCL大学“智能玻璃”解决方案原型。图中较暗区域采用了纳米结构，具有防水性，可以迫使水形成近似球形的水滴，快速流过玻璃。图中UCL字样的区域则并未经过特殊处理，我们可以注意到该区域的反射要强的多。
　　
　　UCL大学的研究工作得到了英国工程与自然科学研究理事会的资金支持。据称，经过实验证明，该结构确实可以表现出3种优良属性。具体来说，当雨水接触到这种纳米玻璃表面后会形成水珠，而后在流过玻璃的过程中带走灰尘、泥土等污染物，这就是自动清洁功能的原理。Papakonstantinou解释说：“这主要是由于玻璃上的纳米结构具有像铅笔尖一样的圆锥形设计，可以存储空气，从而在很大程度上减少液体与玻璃表面的接触。”与这种新型玻璃不同的是，当雨滴落在常规玻璃上时，一般会在玻璃表面停留一段时间，而后才会滑落，并且还会留下印记。为了达到节能效果，这种玻璃的表面还涂了一层5到10纳米厚的二氧化钒（一种便宜丰富的材料）薄膜，这可以减少热损耗，并在炎热天气中减少射入车内的太阳辐射。“这种纳米结构还具有防眩光的属性，这种能力多见于蛾子或其他善于躲避捕食者的生物之中。”Papakonstantinou指出，“这种新玻璃可以将室内反射光线控制在5%之内，而其他二氧化钒膜节能窗户的平均表现为20%-30%。”他强调说，目前UCL大学的发现仍处于研究成果阶段，下一步的主要任务是优化纳米制造技术和二氧化钒涂层工艺，以支持规模化生产。目前，Papakonstantinou已经从欧洲研究委员会(European Research Council)敲定了180万欧元的经费，用于实现这一目标。