用于眼镜的金基被动加热

苏黎世联邦理工学院的研究人员开发出一种超薄的金基透明涂层，能够将阳光转化为热量。它可以应用于玻璃和其他表面，以防止它们起雾。新涂层的应用包括眼镜和汽车挡风玻璃。

由ETH教授DimosPoulikakos和ThomasSchutzius领导的小组的研究人员指出，他们的涂层是用在制造业中广泛使用的方法制造的。在洁净室中，在真空下使用气相沉积，将微量的金沉积到表面上。苏黎世联邦理工学院已经为该涂层申请了专利。

吸收大部分红外辐射

新涂层的特别之处在于它可以选择性地吸收太阳辐射。太阳光中包含的一半能量存在于红外光谱中，另一半存在于可见光和紫外线辐射光谱中。“我们的涂层吸收了很大一部分红外辐射，这导致它升温——高达8摄氏度，”ETH博士生IwanHächler解释说，他是开发的推动者。它只吸收可见光范围内的一小部分辐射，这就是涂层透明的原因。

新涂层采用了一种不同于传统防雾方法的方法。传统上，表面涂有吸水(亲水)分子，这会导致冷凝均匀分布。这就是防雾喷雾的工作原理。但是新方法反而加热了表面，从而首先防止了湿度引起的凝结在那里形成。这与用于汽车后窗的原理相同。但是，正如Hächler指出的那样，电加热效率低下且浪费能源。相比之下，新涂层是被动加热的，白天不需要额外的能源。

Poulikakos、Schutzius和他们的团队多年来一直致力于被动加热表面涂层。三年前，科学家们发表了他们的第一篇关于防止透明表面起雾的金涂层的研究论文。他们现在展示的涂层比第一个涂层有很多好处：它由单个金纳米层组成，并且明显更薄，这使得它更加透明和柔韧。此外，它也更加透明和高效，因为它更有选择性地吸收红外光。

黄金可能很贵，但研究人员强调，他们的涂层需要的材料很少，因此材料成本仍然很低。该涂层由夹在两层超薄氧化钛(一种电绝缘材料)之间的微小、极薄的金簇组成。由于它们的折射特性，这两个外层增加了加热效果的功效。此外，顶层的氧化钛起到保护金层免受磨损的作用。整个“三明治”只有10纳米厚。相比之下，普通的金箔要厚十二倍。

各个金簇之间的接触最少，这使得金层刚刚开始导电。所以在没有阳光的情况下，仍然可以用电来加热涂层。

研究人员现在将进一步开发用于其他应用的涂层。在此过程中，他们将调查其他金属是否与黄金一样有效。除了眼镜和挡风玻璃，这种防雾方法还可以用于任何物体必须既加热又透明的地方——例如窗户、镜子或光学传感器。

然而，无需担心这会导致汽车或建筑物在夏天升温。ETH博士生Hächler解释说：“窗格涂层吸收来自太阳的红外线，它专门加热窗格并防止辐射到达汽车或建筑物的内部。因此，内部升温甚至比没有涂层。”