زجاج ذاتي التنظيف يزيل الغبار بالكهرباء في ثوانٍ

طور علماء صينيون ابتكارًا مذهلًا من الزجاج الشفاف يمكنه تنظيف نفسه من الغبار والجزيئات العضوية وغير العضوية خلال ثوانٍ فقط، دون أي جهد يدوي أو استخدام مياه ومواد كيميائية. يعتمد هذا الزجاج على المجالات الكهربائية التي تحرك الجسيمات وتمنع تراكمها مجددًا، ما يجعله حلاً مثاليًا للألواح الشمسية، ونوافذ المباني، وزجاج السيارات، ويقدم ثورة حقيقية في صيانة الأسطح الشفافة بشكل مستدام وفعال.

أظهرت التجارب أن الجسيمات المشحونة تتصرف بطرق غير متوقعة عند تعرضها لحقل كهربائي متناوب، فبدلاً من التحرك جانبياً فقط، قد تعكس بعض الجسيمات اتجاهها أو تقفز من السطح بالكامل، ما يفتح آفاقًا جديدة لفهم حركة الجزيئات والتحكم بها.

تواجه العديد من طرق التنظيف التقليدية صعوبة في البيئات الجافة والمغبرة، أو تحتاج إلى صيانة مستمرة، بينما يوفر استخدام المجالات الكهربائية إمكانية تحريك جزيئات السطح بفعالية. وقد استُخدمت تقنيات مشابهة مثل الشاشات الكهروديناميكية حتى في مركبات المريخ الجوالة لإزالة الغبار دون سوائل أو كشط، لكن فعاليتها كانت محدودة بسبب ضعف النماذج الفيزيائية لكيفية بدء حركة الجسيمات وانفصالها عن السطح.

من خلال دراسة تأثير حجم الجسيمات وقوة المجال الكهربائي، تمكن الفريق الصيني من ابتكار زجاج رقيق وشفاف بسماكة 0.62 ملم يمكنه تنظيف نفسه من الجسيمات العضوية وغير العضوية دون أي تدخل يدوي. ويستطيع الزجاج إزالة ما يصل إلى 98% من الجسيمات خلال ثوانٍ، دون الحاجة إلى الماء أو المواد الكيميائية أو الطاقة، ما يجعله حلاً مثاليًا للألواح الشمسية ونوافذ المباني والأسطح التي تتطلب صيانة مكلفة.

ولا يقتصر تأثير الزجاج على إزالة الغبار الموجود فقط، بل يساعد أيضًا في منع تراكم الغبار الجديد، إذ يعمل المجال الكهربائي على تحويل الجسيمات المشحونة في الهواء بعيدًا عن السطح، ما يحافظ على نظافته لفترة أطول. وقد أطلق الباحثون على هذا الابتكار اسم “تأثير حجب الجسيمات”، الذي يقلل تراكم الغبار المحمول جوًا بنسبة تقارب 90%، ويضمن حماية مستمرة أثناء العواصف الرملية أو الطقس المغبر.

كما أن الزجاج شفاف ويقلل فقد الضوء بشكل طفيف في نطاق الضوء المرئي، بينما يحدث معظم التأثير في الأشعة تحت الحمراء، ما يجعله مثاليًا للألواح الشمسية وزجاج السيارات والأسقف الزجاجية ونوافذ المباني الشاهقة التي تتطلب وضوح الرؤية وكفاءة الطاقة. تصميمه بسيط وعملي، ويعتمد على مواد شائعة، حيث تُنقش الأقطاب الكهربائية على اللوح الزجاجي ثم تُغطى بغشاء واقٍ رقيق، بما يتوافق مع الأساليب الصناعية الحالية، ما يسهل إنتاجه على نطاق واسع دون معدات باهظة الثمن.

تم نشر الدراسة التي توثق هذا الابتكار في مجلة Advanced Science، مؤكدة أن هذا الزجاج يمثل خطوة كبيرة نحو حلول تنظيف ذاتية فعالة ومستدامة للعديد من الاستخدامات اليومية والصناعية.