Kính thủy tinh tự làm sạch

Hãy tưởng tượng màn hình điện thoại luôn trong suốt, không lưu dấu vân tay, không bám bụi, không đọng nước dù vừa đi qua một cơn mưa bất chợt. Ý tưởng ấy có thể trở thành hiện thực nhờ một loại kính thủy tinh tự làm sạch do Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ, phát triển. Theo Livescience, vật liệu mới không chỉ hạn chế nước, bụi và vết bẩn bám trên bề mặt mà còn giúp giảm hiện tượng phản chiếu ánh sáng. Công thức chế tạo loại kính đặc biệt này hiện vẫn được giữ bí mật, nên những chi tiết đầy đủ về quy trình sản xuất chưa được công bố rộng rãi. Tuy vậy, thông tin từ trang web của MIT cho biết bề mặt kính được tạo nên bởi các phần tử hình nón có kích thước nano. Đường kính của những phần tử ấy nhỏ hơn đường kính sợi tóc từ 1.000 đến 100.000 lần, tạo nên một cấu trúc cực kỳ nhỏ nhưng có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất bề mặt. Các nhà nghiên cứu MIT lấy cảm hứng từ những bề mặt chống nước xuất hiện trong tự nhiên, tiêu biểu là lá sen thường giữ cho giọt nước tròn lại rồi lăn khỏi bề mặt. Cấu trúc nano hình nón trên kính được thiết kế nhằm hạn chế sự tiếp xúc giữa nước, chất bẩn và bề mặt vật liệu. Nhờ đó, các chất vốn dễ bám dính có thể khó lưu lại, thay vì tạo thành những mảng nhòe hoặc lớp cặn gây mất thẩm mỹ. Nhóm nghiên cứu tính toán rằng loại kính mới có khả năng ngăn sương, nước mưa, phấn hoa và thậm chí cả dấu bẩn do bàn tay con người để lại. Đặc tính này đặc biệt đáng chú ý với các thiết bị thường xuyên được cầm nắm, lau chùi hoặc sử dụng ngoài trời trong điều kiện nhiều bụi. Một bề mặt ít bám bẩn có thể giúp người dùng nhìn rõ nội dung hơn, đồng thời giảm nhu cầu vệ sinh liên tục trong quá trình sử dụng. Khả năng hạn chế phản chiếu ánh sáng khiến kính MIT không chỉ phù hợp với những sản phẩm cần sạch mà còn hữu ích cho các màn hình và bề mặt quang học. Ánh sáng phản chiếu thường làm hình ảnh kém rõ, nhất là khi thiết bị được dùng dưới ánh nắng hoặc trong môi trường có nhiều nguồn sáng. Nếu kính đồng thời chống bám dính và giảm chói, trải nghiệm quan sát trên thiết bị có thể được cải thiện đáng kể. Sự xuất hiện của kính tự làm sạch cũng mở ra một hướng ứng dụng đáng chú ý trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, nơi bề mặt tấm pin cần tiếp nhận nhiều ánh sáng nhất. Hiện nay, nhiều loại pin năng lượng mặt trời chỉ đạt hiệu suất 60%, nghĩa là chuyển hóa được 60% lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới thành điện năng. Bụi, vết bẩn và ánh sáng phản xạ trên bề mặt được xem là những nguyên nhân khiến một phần ánh sáng bị thất thoát trước khi tham gia quá trình tạo điện. Nếu tấm pin năng lượng mặt trời được phủ hoặc chế tạo bằng loại kính của MIT, lượng ánh sáng thất thoát do bám bẩn và phản xạ có thể giảm đáng kể theo những tính toán được nêu trong bài. Khi bề mặt nhận được nhiều ánh sáng hơn, tấm pin có thêm điều kiện khai thác hiệu quả nguồn năng lượng chiếu tới. Ứng dụng này khiến kính tự làm sạch trở thành tin vui đối với các công ty đang sản xuất, lắp đặt và vận hành hệ thống pin năng lượng mặt trời. Một số chuyên gia nhận định khả năng phổ biến của vật liệu sẽ phụ thuộc đáng kể vào việc chi phí sản xuất có thể hạ xuống mức đủ thấp hay không. Nếu vượt qua được rào cản chi phí, kính chống bẩn và chống chói của MIT có thể được cân nhắc cho máy ảnh, điện thoại di động, máy tính bảng cùng nhiều thiết bị khác. Từ cảm hứng lá sen đến những phần tử hình nón ở cấp độ nano, công trình cho thấy cấu trúc cực nhỏ có thể tạo ra thay đổi lớn trên các bề mặt quen thuộc.