Какие бывают самоочищающиеся покрытия

Пыль и примеси в городском воздухе — основная причина загрязнения стеклянных фасадов

Светопрозрачная конструкция – это защита от внешней среды и максимальная освещенность помещения. Современный фасад здания может состоять из тысячи квадратных метров стеклянной поверхности, которая, к сожалению, требует периодического очищения или уборки. И если подсчитать все застекленные фасады огромного мегаполиса, клининговые компании соответственно становятся самыми богатыми, ведь источники их дохода просто неиссякаемы. Любой город помимо своей естественной пыли ежедневно порождает выбросы отходов сгорания разных нефтепродуктов, которые создаются в процессе эксплуатации личного или общественного транспорта, в момент работы объектов энергетики и больших предприятий, а все это в совокупности откладывает жирную пленку на стеклах домов или на фасадных остекленных зданий. Соответственно все эти вредоносные вещества в воздухе портят не только показатели светопропускания, но и весь внешний вид здания.

Современное решение, как спасение от налета на окнах — самоочищающееся стекло

Вечная борьба за чистый город была бы проиграна, вот только развитие современных технологий в производственном мире стекол не позволило этому случиться. Производство стекол с уникальными и особыми свойствами позволяет создавать такой продукт, как самоочищающееся стекло. Такое изобретение, как самоочищающееся стекло в основном используют на ответственных или высотных зданиях. Такой вид стекол позволяет содержать здания в чистоте и радовать горожан зеркальным отражением небесных облаков на идеальной поверхности фасада. Кроме этого такой вид стекол может избавить от содержания штата мойщиков стекол и даже понизить уровень риска нештатных ситуаций при работе сотрудников на высоте.

 

Характеристики самоочищающихся стекол

Внешние параметры самоочищающегося стекла практически не отличаются от обычного стекла. Самоочищающееся стекло прозрачное со специальным покрытием. Наносят такое покрытие на внешнюю часть стекла во время производственного процесса. Когда стекло еще горячее на нем создают прочную пленку, которая не будет как-либо влиять на прочность и характеристические параметры стекла. Вот только эта специальная пленка может немного снизить светопропускание, всего на 5-6 % в отличие от обычного прозрачного стекла. Помимо этого самоочищающееся стекло будет отличаться небольшим зеркальным эффектом, появится незначительный синеватый оттенок, который можно наблюдать под определенным углом зрения. Происходит это из-за существующей интерференции в тонкой пленке (0,15-0,20 мкм.). Именно такой эффект используют, к примеру, для просветления оптики у фотоаппаратов или любых других оптических систем. Такой эффект, в свою очередь, придаст оптике дополнительный слой светопрозрачного заполнения, а это создание привлекательного облика для чистого стекла.

 

Как происходит процесс очистки от пыли и грязи?

Оксид титана – это состав покрытия самоочищающегося стекла. Именно это вещество способно создавать необходимые условия для химического процесса, который может разлагать органические грязи под воздействием ультрафиолета с дальнейшим очищением или удалением, что и обеспечивает гидролитический и фотокаталитический эффекты. Ультрафиолетовое излучение вступает в прямое химическое воздействие с молекулами кислорода, после чего запускается процесс разложения органики. Поэтому если со временем на стекло попадает утренняя роса или капли дождя влага сразу же начинает равномерным слоем распределяться по всей поверхности стекла, при этом смачивая и растворяя существующую грязь. И после уже грязевая пленка начинает соскальзывать со стекла. Остатки воды высыхают быстро и не оставляют подтеков.

Оксид титановое покрытие на стекле очень прочное, поэтому повредить слой этого вещества можно лишь воздействием острых и твердых предметов, абразивных очистителей, металлических щеток либо при полном разрушении стекла. Нормальные же условия эксплуатации самоочищающегося стекла позволяют использовать продукт сроком до 20 лет.

Самоочищающиеся окна: преимущества и недостатки конструкций

При всей уникальности этой технологии, явно способной привлечь внимание огромного числа владельцев недвижимости, есть нюансы.

Процессы самоочищения стекла демонстрируют не только преимущества. Определённого рода недостатки также присущи новым конструкциям стекольной промышленности.

Преимущественные стороны продукта

Самоочищающиеся окна внешне выглядят привлекательно, полностью соответствуют современным требованиям дизайна жилой и прочей недвижимости. Активное покрытие самоочищающихся окон продуктивно функционирует в течение всего срока службы стекла.

Преимущественные показатели очевидны, если судить по картинкам эффекта смыва дождём: А – картинка для обычного стекла; В – картинка для самоочищающегося стекла

Учитывая функциональность конструкции, владелец таких сооружений явно экономит время и деньги – ресурсы, необходимые для производства мойки в ручном режиме.

Конечно же, самоочищающиеся окна способствуют снижению несчастных случаев, нередко имеющих место в случае ручной мойки объектов на высотных зданиях.

Существуют рыночные предложения на получение самоочищающихся окон различной толщины (4 – 10 мм), оснащённых стёклами небесных оттенков, эффективно фильтрующих солнечные блики.

Также доступно купить самоочищающиеся окна, наделённые внутренними покрытиями, отражающими тепло. Такие изделия способствуют повышению энергетической эффективности зданий.

Недостатки самоочищающихся окон

Наряду с преимуществами, самоочищающимся окнам присущ ряд недостатков. Первое, на что придётся обратить внимание, это цена.

Рыночные ценники примерно на 15–20% выше обычного остекления. Процесс самоочищения проходит непрерывно и медленно. Конечный результат не сравнить с работой мойщика.

Для самоочищающегося окна характерна незавершенная работа — поверхность никогда не будет такой же чистой и сверкающей, как показывает стекло, вымытое домохозяйкой или сервисным служащим.

Однако вид далеко не тот, что показывает обычное грязное стекло. Еще один недостаток — процесс очистки напрямую зависит от природных явлений — солнечного света и дождя.

Несмотря малые потребности покрытия в ультрафиолетовом излучении для достижения  фотокаталитического эффекта, процесс реакции на самоочищение занимает 12–48 часов.

Покрытие также требует времени для активации очищения непосредственно после установки окон (от недели летом до двух месяцев зимой, в зависимости от климатической зоны).

Самоочищающимся окнам для работы требуется вода и солнце. Поэтому, если в течение длительного времени природа в этом смысле «молчит», придётся мыть окна вручную.

Тестовое стекло в руках лаборатнта наглядно показывает эффективность очистки на обычной и новой структурах. Между тем в реальных условиях процесс напрямую связан с природными явлениями, что приходится учитывать

Мойка допускается мягкой тканью, тёплой мыльной водой, осторожными действиями.  Фотокатализ работает только с органической грязью. Поэтому самоочищающиеся окна не эффективны против отложений соли и песка (характерные моменты для недвижимости на побережье).

Несмотря на то, что покрытие с эффектом очистки рассчитано на полный срок службы окон, не исключены риски повреждения активного слоя абразивными материалами или агрессивными химикатами. Внутренняя область самоочищающихся окон в любом случае требует ручного труда.

Функции искусственной поверхности

По всей поверхности листа можно увидеть различные микропупырышки, оснащенные специальными микроворсинками. Большинство проведённых исследований установили природу данных ворсинок. Оказалось, они были сделаны из воска. Ведь только воск является природным материалом, обладающим специальными гидрофобными свойствами. Поэтому листья лотоса очень похожи на нано траву, созданную учеными в лабораторных условиях.

Ученые просто взяли за основу подобное свойства листьев и на его основе создали специальное защитное покрытие, которая в свою очередь:

• сохраняют чистоту поверхности,
• предотвращает её деформирование,
• способствует самообновлению защитного материала.

 

Капля воды на гладкой (слева) и шероховатой (справа) поверхностях

Природа всегда вдохновляла ученых и различных разработчиков на создание новых решений для улучшения человеческой жизни. Однако, данные материалы должны быть не только приемлемые по цене недоступны для создателей таких защитных покрытий.

Поэтому на данный момент ученые заняты поиском дополнительных источников для создания более дешевого и одновременно практичного сырья.

Это позволит не только упростить процесс производства самоочищающегося покрытия, но и создаст возможность для дополнительного расширение ассортимента товаров, созданных при помощи использования технологии «Эффекта лотоса».

Преимущества самоочищающихся стекол

Самоочищающееся стекло – одновременно простое и гениальное изобретение. Эти изделия при минимальном участии человека позволяют поднять уровень комфортабельности помещений. К явным преимуществам покрытия стоит отнести:

• экономия времени и средств на мытье окон – особенно она ощутима на больших площадях;
• фотокатализатор не изнашивается со временем, то есть самоочищающиеся стекла имеют фактически неограниченный срок службы;
• покрытие функционирует и в пасмурную погоду;
• совместимость с любыми конструкциями – кровельное и фасадное остекление, оранжереи, зимние сады и обычные окна;
• универсальность – подходит для ударопрочных, солнцезащитных и энергосберегающих стекол.

Некоторых покупателей тревожит голубоватый оттенок таких стекол и повышенный коэффициент светоотражения. При этом все признают, что блики и индивидуальный тон – условные минусы, однако о таких особенностях самоочищающегося покрытия стоит знать до заказа таких окон.

Покрытие из диоксида титана устойчиво к царапинам, так как в процессе нанесения оно становится составной частью стекла. К недостаткам этих изделий относят их неспособность разлагать абсолютно все виды загрязнений и ощутимое увеличение стоимости остекления.

Энергосберегающее стекло

 

Как уже упоминалось выше, самоочищающиеся стекла используют в составе стеклопакетов с другими видами стекол для повышения функциональности окон. Одним из таких видов является энергосберегающее стекло.

что представляет собой энергосберегающее стекло

 

На первый взгляд такое стекло, как и самоочищающееся, ничем не отличается от обычного.
На его поверхность нанесена тонкое, незаметное покрытие, позволяющее отражать внутрь помещения тепловую радиацию, и, в то же время, пропускать ее снаружи.

 

Есть несколько видов энергосберегающих стекол:

I-стекло. Снабжено твердым покрытием на основе оксида олова, которое наносится на поверхность стекла в процессе производства.

 

К-стекло. Здесь используется мягкое покрытие на основе полимеров и серебра, которое наносится по желанию заказчика уже после полного изготовления стеклопакета.

 

I- стекло отличается большей удобностью а процессе эксплуатации, и не только из-за предоставления выбора заказчику – наносить покрытие, или нет. Покрытие I-стекла имеет очень хорошие теплотехнические характеристики, которые позволяют обеспечить температуру на поверхности стекла +14°С при температуре на улице в -26°С. Что касается К-стекла, то при тех же условиях температура на его поверхности будет составлять лишь +11°С.

минусы энергосберегающего стекла

 

Помимо очевидных преимуществ, энергосберегающие стекла имеют несколько недостатков, которые необходимо обязательно учесть при покупке и в процессе эксплуатации.

Ни один производитель сегодня не может точно сказать ,как долго прослужит энергосберегающее покрытие стекла. И хотя можно услышать громкие обещания тридцати лет безупречной службы, они основаны всего лишь на результатах стендовых исследований образцов покрытия.

Мягкое I-покрытие имеет больше недостатков в плане практичности. Его очень легко повредить, поэтому покрытие наносится на внутреннюю сторону стеклопакета. Мягкий слой подвержен окислению, поэтому он должен находиться в герметичной среде, в противном случае на поверхности со временем появляются радужные разводы.
Если стекло с мягким покрытием хранится без надлежащей упаковки больше месяца, энергосберегающий слой начинает разлагаться. Поэтому если на стеклопакете есть разводы, значит производителем были повторно использованы просроченные комплектующие. Еще один недостаток I-стекла – незначительное ухудшение светопропускной способности стеклопакета.

Вышеперечисленные недостатки не относятся к стеклам, имеющим К-покрытие, основной их недостаток – высокая стоимость, обусловленная необходимостью закачки внутрь стеклопакета газа и увеличенной толщины стекла.

Виды и популярные марки материала

Штукатурки могут иметь разную текстуру. Некоторые остаются гладкими и ровными после нанесения, другие содержат наполнители, обеспечивающие определенный декоративный эффект. Чаще всего в продаже встречаются такие разновидности самоочищающейся штукатурки:

1. «Короед». Поверхность фасада будет выглядеть будто бы изъеденной жучками-короедами.
2. «Руно». После застывания напоминает шерсть барашка, имеет характерные волны.
3. Камешковая. Содержит мраморную, гранитную или иную каменную крошку. По мере высыхания превращается в покрытие из тесно расположенных каменных зерен.

 

Самыми известными марками штукатурки являются следующие:

1. NanoporTop от Baumit. Готовая к применению пастообразная смесь для тонкослойного нанесения. Имеет шероховатую текстуру. Является высокопаропроницаемой, особо стойкой к загрязнению. Лишает жизнеспособности водоросли и грибки.
2. StoLotusan K от Sto AG. Зернистая самоочищающаяся штукатурка с эффектом «шубы» (размер зерна — 2 мм). Выдерживает большие механические нагрузки, совершенно не намокает от воды. Обладает значительной паропроницаемостью, погодоустойчивостью, подходит для минеральных и органических оснований.
3. Pas ExtraClean. Создает прочный гидрофобный слой, обеспечивающий максимальную защиту от любой грязи. Годится для систем фасадного утепления. Атмосферостойкая, вибростойкая, не боится влаги и ультрафиолета, колеруется в любые оттенки.

Принцип действия самоочищающегося стекла

 

Происходит в несколько этапов. На первом этапе происходит разложение грязи на составляющие под воздействием солнечного ультрафиолета. Тут необходимо отметить, что это совершенно естественный процесс: в природе вся органика под воздействием ультрафиолета и кислорода разлагается на составляющие компоненты, постепенно превращаясь в воду и углекислый газ. Покрытие из диоксида титана только ускоряет этот процесс в несколько раз, играя роль катализатора химической реакции – грязное стекло становится чистым.
Второй этап очищения поверхности – это смывание разложившихся остатков грязи и разного рода неорганических загрязнением водой. Обычный дождь отлично справляется с этой задачей.

Стекло с самоочищающимся покрытием, в отличие от обычного, является гидрофильным, то есть вода на его поверхности не собирается в виде капель, а равномерно распределяется и стекает по всей поверхности, попутно убирая всю грязь. Гидрофильная поверхность очень быстро высыхает, после чего не остается ни пятен, ни разводов, ни соляных подтеков (если вода жесткая).

 

Важный момент: после того, как стекло было установлено, ему необходимо около недели, чтобы полностью активировать гидрофильные свойства под воздействием ультрафиолетового излучения.

работает ли самоочищающееся покрытие в пасмурную погоду

 

Так как для нормальной работы покрытия нужно совсем небольшой количество УФ-излучения, поэтому действие ультрафиолетового излучения на грязь будет эффективным и в пасмурные дни. Поэтому самоочищающееся покрытие будет одинаково хорошо работать как с южной, так и с северной стороны здания. Гидрофильные свойства покрытия сохраняются при этом даже в ночное время.

где используются самоочищающиеся стекла

 

Самоочищающееся стекло подходит только для внешнего остекления зданий. Связано это с тем, что для его полноценной работы необходимы ультрафиолет и дождевая вода.
Его можно использовать для остекления окон, фасадов зданий, крыш, зимних садов, и.т.д.
Не стоит устанавливать самоочищающиеся стекла в местах, куда не может попасть дождевая вода, например под навесами и козырьками.
Наиболее оправданна с финансовой точки зрения установка самоочищающихся стекол в тех частях здания, где дорого или физически трудно обеспечить регулярное мытье фасада или окон. Речь идет, в первую очередь, о высотных зданиях, стеклянных крышах, зенитных фонарях, оранжереях, и.т.д. Однако можно устанавливать самоочищающееся стекло и в обычные квартирные окна.
Для обеспечения дополнительной безопасности или, например защиты от проникновения, стекло может подвергаться закалке или ламинированию. Кроме всего прочего, самоочищающееся стекло может комбинироваться в стеклопакете со стеклами других типов, например с энерогосберегающим стеклом (о нем ниже), для улучшения звуко- и теплоизолирующих свойств. Стекла с самоочищающимся покрытием можно гнуть, и использовать для остекления выпуклых конструкций.

как выглядит самоочищающееся стекло

 

На первый взгляд такое стекло ничем не отличается от обычного. Есть только несколько незначительных моментов, позволяющих отличить самоочищающееся стекло.

Первый: на поверхности стекла с покрытием больше заметны солнечные блики, так как коэффициент отражения солнечного света у него составляет 14% , у обычного стекла, только 8%. Проще говоря, самоочищающиеся стекла более «зеркальные».

Второй: если смотреть на отраженный от поверхности свет под острым углом, то становится заметен легкий голубоватый оттенок, благодаря которому стекло имеет очень привлекательный внешний вид.

Можно ли приобрести самоочищающееся стекло с солнцезащитной функцией?

Недавно в продаже появилось многофункциональное голубое стекло. Помимо функции самоочищения, такое стекло обеспечивает хорошую защиту от чрезмерного УФ-излучения. Обычное стекло пропускает до 62% ультрафиолета, многофункциональное – только 15%.
Такие стекла целесообразно использовать в местах, где нужно одновременно обеспечить чистоту поверхности и защиту от солнца, например в оранжереях, садах и крышах.

когда необходимо мыть самоочищающееся стекло

 

Этот момент нужно рассматривать как сравнение с обычным стеклом. Потребность в мытье самоочищающегося стекла меньше во много раз. Однако это не означает, что такое стекло не придется мыть никогда. К примеру, его придется мыть самостоятельно, если на поверхности появился очень толстый слой грязи, и ультрафиолет попросту не может «пробиться» к поверхности, и стекло уже не может очиститься самостоятельно.
Еще один вариант – в течение длительного времени не шел дождь. Сколько должна длиться засуха, чтобы стекло перестало функционировать, сказать довольно сложно. Это зависит от множества факторов: например, места нахождения здания — экологически чистая местность или промзона, наличие рядом автомагистрали, и.т.д.

сложно ли мыть самоочищающееся стекло

Очень легко. Достаточно просто окатить поверхность из шланга, чтобы полностью возобновить процесс самоочищения. Если есть такая необходимость, можно использовать мягкую ткань и теплую мыльную воду. Если загрязнение очень сильное, допустимо использовать неабразивные жидкие моющие вещества.

Свойства самоочищающейся поверхности

Это ты такую ситуацию, что-то подобную нано траву пропадает капля воды. Жидкость не сможет проникнуть глубже поверхность только потому, что специально продуманная структура нано травы и присутствие большого натяжения жидкости на поверхности не пропустит воду, оттолкнет её.

Способность к отталкиванию различных жидкостей присутствует во всех типах самоочищающихся поверхностей. Это свойство позволяет материалам не разрушать свою структуру, даже когда воздействие внешних факторов осуществляет давление на саму поверхность.

Подобная самоочищающаяся поверхность уникальна, благодаря своим свойствам:

• отталкивания жидкости,
• сохранения изначальной формы, даже после воздействия на защитный материал,
• предотвращения разрушения основной конструкции.

 

Капля жидкости на супергидрофобной поверхности (капля касается листа только в нескольких точках, стягивается за счет поверхностного натяжения к шару и при самых незначительных углах наклона свободно скатывается)

Для того, чтобы обеспечить покрытие наружных поверхностей дополнительным увеличением защитных функций самоочищающегося типа поверхности, необходимо использовать особые лакокрасочные материалы. Несколько лет назад химики смогли добиться уменьшение уровня смачиваемости, используемые при защите поверхностей нано травы. Секрет заключался в создание дополнительного слоя при помощи применения одного из гидрофобных полимеров.

Данные вещества просто наносят на поверхность нано травы. После того, как полимер начнет выполнять свои защитные функции, к подобной нано траве не прилипнет не только вода, но и различные части других материалов, способных загрязнять поверхности.

Таким образом, эти частички грязи или же вода, которым всё же удалось попасть на самоочищающуюся поверхность, просто скатывается с неё. Иногда они смываются водой, задерживающейся на некоторое время на поверхности самого покрытия. Это очень удобно, ведь поверхность не нуждается в дополнительной очистке или же поддерживании её чистоты.

Покрытие наружных поверхностей

Ученые добились значительных результатов в создании самоочищающихся покрытий и поверхностей, способных водоотталкивающим свойствам. Только представьте себе материалы у которых самоочищающиеся покрытия, поверхности, которых будут оставаться чистыми на протяжении всего времени их эксплуатации. Это значительно уменьшит финансовые расходы на приобретение всевозможных химических средств и очистителей, способных уничтожить грязи и налёт с поверхностей.

К тому же при слишком частом воздействии на поверхность при помощи химических веществ её структура со временем разрушается. Этого можно избежать, установив специальную самоочищающуюся поверхность, которая обеспечит дополнительную защиту любому типу конструкции.

Как нано поверхность будет использоваться в ближайшем будущем? Например, можно будет создать наряды, которые никогда не будут загрязняться или же терять яркость света.

Сейчас уже идут разработки уникальные самоочищающиеся поверхности ветрового стекла. Его уникальность состоит в том, что специальные нано ворсинки расположены на внешней поверхности материала. Это создаст защитное нано покрытие, которое обеспечит дополнительное удобство в управлении транспортным средством при различных погодных условиях.

 

Процесс лотос-эффекта: 1 – нанопокрытие; 2 – капля жидкости (воды); 3 – загрязнение; 4 – поверхность (стекло, краска, керамика и т.д.)

Эффект лотоса

Подобное самоочищение поверхности с использованием нано технологий называют «эффектом лотоса». Подобное название обусловлено тем, что лотос, произрастает зачастую в болотистой местности, способен сохранить частоту своих листьев даже в грязной воде. Очищение поверхностей листьев — эта способность приобретена благодаря своей структуре.

Цветок лотоса и капля воды на поверхности листа	Поверхность листа лотоса под электронным микроскопом

Ведь сами листья обладают уникальным свойством — вода просто скатывается с их поверхности, не задерживаясь на ней. Таким образом, цветок лотоса сохраняет свою чистоту. Ученые выяснили интересную особенность подобных цветов. На поверхности их листьев не удается задержаться не только каплям меда, но и частицам природного клея. Поэтому новое изобретение было названо в честь этого поистине уникального природного явления.

Секрет листьев лотоса заключён в особом природном преимуществе, позволяющем цветку очищать свои листья, предотвращая попадание на них грязи или же воды. При более детальном рассмотрении листьев с использованием микроскопа, можно раскрыть секрет данной самоочищающейся поверхности, которая была создана природой.

Какие загрязнения эффективно удаляют самоочищающиеся стекла

Стекла с фотокатализатором прекрасно расщепляют любую органику – птичий помет, пыльцу, отпечатки пальцев, следы от фруктов, сок деревьев и т.д. При контакте с этими веществами диоксид титана служит катализатором, существенно ускоряющим естественный процесс разложения. Благодаря этому вся попадающая на стекло органика быстрее окисляется и разрушается на молекулярном уровне. Остатки этих веществ смываются естественным образом вместе с пылью и грязью после каждого дождя.

Топливо тоже является производным от органических веществ, поэтому фотокатализатор эффективно справляется с маслянистыми пленками на стеклах.

Прекрасно справляясь с органическими загрязнениями, фотокатализатор не имеет действия на лаки, краски и прочие неорганические соединения. При попадании таких веществ стекло необходимо сразу же почистить с соблюдением рекомендаций по удалению тех или иных химических веществ. Также дополнительная мойка окон или фасадного остекления может понадобиться в периоды затяжной засухи или в результате интенсивного загрязнения, когда под толстым слоем органики катализатор перестает действовать.

Другие области применения технологии

Вполне успешно функционирующая с окнами технология теоретически допускает применение к любой плоской поверхности. Соответственно, аналогичная фотокаталитическая система рассматривается для использования в других областях.

Так, солнечные панели и фасады зданий заявлены в разработку с учётом внедрения самоочищающейся функции.

Правда, очистка малых панелей солнечных батарей не приводит к значительному повышению эффективности установок. Технология видится полезной в случае эксплуатации больших систем.

Технологии самоочищения поверхностей разработаны, как для солнечных тепловых панелей (производят горячую воду), так и для фотоэлектрических панелей солнечных батарей (генерируют электричество).

Обычно технология применима для больших поверхностей на открытом воздухе, однако не исключено использование внутри помещений. Внутри помещений, правда, солнечный свет в малых объёмах. Тем не менее, допустимо применять излучение ультрафиолетовых ламп, чтобы активировать процесс очистки внутренних поверхностей.

Существуют самоочищающиеся окна, где на внутренней поверхности размещены светодиоды, скрытые под внешним рабочим слоем. Светодиоды периодически включаются с целью активации фотокатализатора. Не удивительно, если в скором времени появятся:

• очки и контактные линзы,
• самоочищающиеся зеркала,
• сантехническая плитка,
• кухонные панели,

Самоочищающиеся антимикробные поверхности, пригодные для использования в учреждениях здравоохранения, также уже на подходе.

Метки: индустриальный инновационные технологии как построить свойства солнечная батарея строительный

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ.

РАНДОМНЫЙ КОНТЕНТ

Структура покрытия самоочищающихся окон

Покрытие диоксида титана приобретает свойства самоочищения благодаря двум технологическим процессам:

1. Фотокаталитическому (активируется светом).
2. Гидрофильному (активируется действием воды).

Рассмотрим подробнее эти два процесса для лучшего понимания функционала.

Самоочищающееся окно: А – грязь (1), покрытие (2), содержащее микрокристаллический диоксид титана, стекло (3); В — ультрафиолетовые лучи (4), вызывающие химическую реакцию покрытия; С – вода (5) способствует смыванию грязи

Фотокаталитический процесс (активируемый светом)

Диоксид титана, по сути, фотокатализатор — материал, вызывающий химические реакции под воздействием определённым (правильным) спектром света.

Так называемый «правильный» вид света — это ультрафиолетовое излучение (верхний синий солнечного излучения, не воспринимаемого человеческим глазом).

Когда ультрафиолетовое излучение воздействует на поверхность самоочищающегося окна (покрытого диоксидом титана), активируется процесс генерации электронов.

Активные электроны превращают молекулы воды, присутствующие в воздухе, в гидроксильные радикалы, вызывающие химическое окисление и реакции восстановления покрытия.

Проще говоря, гидроксильные радикалы «атакуют» органические загрязнения, измельчают до такой степени, когда образовавшиеся на стекле наросты легко смываются дождевой водой.

Поскольку реакции подвергается титановое покрытие поверхности самоочищающегося окна, действие реакции направлено на самые нижние слои грязи.

Эксперименты показывают эффективный отрыв инкрустированных загрязнений с поверхности стекла, благодаря такому способу.

Гидрофильный процесс (активируемый действием воды)

Стекло традиционно выступает гидрофобным материалом (не впитывает воду). Попадающая на самоочищающееся (или обычное) окно вода, демонстрирует тенденцию капельной «атаки». Дождевые капли стекают по стеклу, оставляя грязные полосы по ходу движения.

Покрытием диоксида титана такая тенденция меняется. Гидроксильные радикалы, образующиеся в результате фотокатализа, фактически доводят стекло до состояния гидрофильной материи. Поэтому попадающие на стекло каплями молекулы воды, равномерно распределяются на поверхности.

Разница действия воды на новом (А) и обычном (В) стёклах: А — гидрофильный эффект, когда вода быстро растекается, смачивая всю плоскость стекла; В – обычные условия, когда вода распространяется капельным покрытием, сопротивляется течению

Падающие дождевые капли на грязное самоочищающееся окно быстро распространяются по всей поверхности стекла, подобно тому, как впитывает воду ткань. Традиционно окна (простые и самоочищающиеся) устанавливаются вертикально или под углом.

Образующийся на самоочищающемся окне «лист воды» вытирает равномерно стеклянную поверхность подобно резиновой швабре, которую хозяйки применяют для ручной очистки. После высыхания на поверхности полностью отсутствуют разводы и пятна.

Преимущества и недостатки штукатурки

Достоинством материалов на основе силикона является то, что они способны сохранять эстетику здания на протяжении 30-50 лет и более. Качество и внешний вид покрытия не пострадает даже под воздействием снега, дождя, ультрафиолета. Также самоочищающиеся штукатурки не боятся водяных паров, которые обычно оказывают сильное разрушающее воздействие на отделочный слой. Они мешают проникновению влаги внутрь стен, но не препятствуют ее выходу наружу.

Прочие преимущества материалов такого типа:

• хорошая стойкость к механическим повреждениям, царапанию;
• переносимость резких перепадов тепла и холода;
• эластичность, низкий риск появления щелей и трещин;
• защита несущих конструкций;
• препятствие для формирования высолов и пятен;
• сохранение цвета в течение многих лет;
• отсутствие потребности в реставрации, уходе или ремонте;
• готовая к применению форма;
• возможность окрашивания любыми колеровочными пастами;
• легкое нанесение и разравнивание по поверхности;
• биостойкость, отсутствие поражения бактериями, грибками, насекомыми;
• прекрасное сохранение тепла.

Единственным минусом таких штукатурок является их высокая цена — от 3000-3500 рублей за упаковку 25 кг. Расценки на услуги штукатуров при работе с такими составами тоже выше цены укладки акриловых или минеральных смесей.