"Easy-Clean Glass", ko arī spilgti sauc par "paša tīrīto stiklu" vai "auto tīrīto stiklu" biznesā. Parasti tas attiecas uz īpašu pārklājuma uzklāšanu uz stikla virsmas, kas apgrūtina putekļu vai netīro šķidrumu (ieskaitot ūdeni saturošu un pat eļļu saturošu šķidrumu) pielipšanu stikla virsmai vai arī to var viegli mazgāt ar ūdeni (vai lietus ūdeni). Tādā veidā stikla virsmu ir ļoti viegli saglabāt tīru, samazinot stikla virsmas tīrīšanas problēmas un arī ietaupot arvien ierobežotos ūdens resursus.
Šis īpašais pārklājuma veids ir pazīstams kā “viegli tīrāms pārklājums” vai “pašattīrošs pārklājums”. Tas tika izstrādāts, izmantojot divu fundamentālo fizisko īpašību priekšrocības, kas objektiem piemīt dabā. Tā sauktais viegli tīrītais stikls ir stikla veids ar virsmu, kurai ir augsta hidrofobitāte, kas līdzīga lotosa efektam, neļaujot ūdens pilnībā pielipt stiklam. Tas izraisa ūdens pilienu virsmas spraigumu, lai veidotu asarai līdzīgu formu, ļaujot ūdens pilieniem dabiski slīdēt un aizvest putekļus, tādējādi dodot stiklam viegli iztīrāmu efektu. Putekļi nevar uzkrāties, un laika gaitā efekts ievērojami atšķiras no ūdens traipus, kas uzkrājas uz parastā stikla.
Pamatīpašības
Divu pamata fizisko īpašību parādības ir pretējas, proti:
A. Hidrofobitāte (pazīstama arī kā “hidrofobitāte”, angļu valoda: hidrofobs): tas attiecas uz vielas molekulu spēcīgo atgrūdošo iedarbību uz ūdeni. Kad ūdens atrodas uz hidrofobiska objekta virsmas, tas veido lielu kontakta leņķi un pārvēršas par piliena formu. Lotus lapām, kuras mēs bieži redzam, ir šī ietekme.
B. Hidrofilitāte (angļu valoda: hidrofils): tas attiecas uz molekulu spēju veidot pārejošas saites ar ūdens molekulām caur ūdeņraža saitēm, padarot ūdeni īpaši viegli apvienoties ar hidrofilām virsmām. Kapilārā parādība, kuru mēs bieži redzam, balstās uz šo principu.
Stikla sekcijas skats. Stikla sekcijas skats
Stikla un keramikas virsmu tirgū pieejamos "viegli tīrītos pārklājumus" vai "pašattīrošus pārklājumus var aptuveni klasificēt trīs kategorijās:
Pirmais tips: tā galvenā sastāvdaļa ir silikons (vai silikona organiskie sveķi) vai citi taukaini materiāli. Uzklājot uz materiāla virsmas, tas rada gludu un taukainu sajūtu. Tomēr tas nereaģē ar silīcija dioksīda molekulām uz materiāla virsmas, veidojot spēcīgu nano-filmu. Tā vietā tas tikai piepilda nelīdzenu aci, kas ir neredzama ar neapbruņotu aci, padarot materiāla virsmu gludu un vienveidīgu, tā priekšrocība ir tā, ka tai ir spēcīga atgrūdoša iedarbība uz ūdeni (bet ne eļļu), bet tā trūkums ir slikta saķere. Salīdzinoši īsā laika posmā (no 6 līdz 12 mēnešiem) tā atgrūšanas ūdens īpašība tiks ievērojami samazināta.
Otrā kategorija: galvenā sastāvdaļa ir titāna dioksīds (TiO2). Pēc titāna dioksīda plēves slāņa uz stikla pārklājuma titāna dioksīdam ir superhidrofilitāte, ņemot vērā tā lieliskās fotokatalītiskās īpašības ar (ultravioletā) gaismas enerģijas iedarbību. Izmantojot šo superhidrofīlo īpašību (pretēji zelta zīmoga pārklājuma hidrofobiskajai īpašībai), tas ļauj ļoti maziem ūdens pilieniem apvienoties lielos, kas pēc tam nokrīt gravitācijas spēkā. Rezultātā traipus, kas to pielīmē, var viegli mazgāt ar ūdeni, piešķirot stiklam viegli tīrāmus raksturlielumus. Tāpēc tas ir īpaši piemērots āra arhitektūras stiklam. Tās priekšrocība ir tā, ka tā ir lēta, bet tā trūkumi ir tādi, ka tas ir jāpakļauj ultravioletai gaismai, un arī tā saķere ir slikta.
Trešā kategorija: tās galvenā sastāvdaļa ir neorganisks nano-silikona materiāls. To raksturo superhidrofīls pārklājums uz virsmas un laba putekļu izturība. Tas nepaļaujas uz saules gaismas iedarbību un joprojām darbojas pilnīgi tumšā vidē. Tā ir modernizēta titāna dioksīda tipa produktu versija.
Japāņu ķīmiķis izgudroja sava veida stiklu, kas var sevi notīrīt un neveicina. Šāda veida stikla virsmai ir "divējāda mitrināšana", ļaujot tai vienlaikus absorbēt gan ūdeni, gan eļļu. Tāpēc, kad uz stikla ir ūdens tvaiki, tas izplatīsies visā virsmā, neveicot kondensāciju ūdens pilienos. Turklāt ūdens ar šādu savstarpēju izmitināšanu var iesūkties taukainos netīrumos un mazgāt eļļas traipus, tādējādi ar spēcīgu pašattīrīšanās spēju. Kāds ir veicis šādu eksperimentu: kad ūdens tvaiki tiek izsmidzināti uz stikla, parastais stikls jau ir pārklāts ar miglas pilieniem, bet šāda veida stiklu joprojām var lasīt, izmantojot vārdus un attēlus.
Parastā stikla virsma ir pakļauta statiskai elektrībai, kas var absorbēt peldošus putekļus gaisā un transportlīdzekļa izplūdes gāzēs. Laika gaitā ir ļoti viegli kļūt netīram. Turklāt, kad līst, saskares leņķis starp stiklu un ūdeni ir no 30 līdz 40 grādiem, tāpēc uz stikla virsmas viegli veidojas ūdens pilieni un tos nav viegli izslīdēt. Ūdens pilienu žāvēšanas procesā tie, visticamāk, adsorbē putekļus gaisā, un pēc žāvēšanas veidojas ūdens zīmes. Laika gaitā netīrumu formas.
Pašattīrošais stikls, kas pazīstams arī kā pašattīrošs stikls, ir videi draudzīgs "zaļš stikls". To var izgatavot, pārklājot caurspīdīga titāna dioksīda un fotokatalizatora plēves slāni uz plakanā stikla virsmas. Kad titāna dioksīda fotokatalizatora plēve, kas pazīstama kā fotokatalizators, tiek pakļauta saules gaismai, dienasgaismas spuldzēm vai ultravioletiem stariem, ārējās gaismas ierosināšanai organiskās vielas un piesārņotāji, kas pielipuši virsmai, tiks pārveidoti par oglekļa dioksīdu un ūdeni un automātiski izvadīti.
