"แก้วทำความสะอาดง่าย" ซึ่งเรียกว่า "แก้วทำความสะอาดตัวเอง" หรือ "แก้วทำความสะอาดอัตโนมัติ" ในธุรกิจ โดยทั่วไปหมายถึงการประยุกต์ใช้การเคลือบพิเศษบนพื้นผิวของแก้วซึ่งทำให้ยากต่อการฝุ่นละอองหรือของเหลวสกปรก (รวมถึงน้ำที่มีน้ำและแม้แต่ของเหลวที่มีน้ำมัน) เพื่อยึดติดกับพื้นผิวของแก้วหรือสามารถล้างออกได้อย่างง่ายดายด้วยน้ำ (หรือน้ำฝน) ด้วยวิธีนี้พื้นผิวของแก้วนั้นง่ายต่อการทำความสะอาดลดปัญหาในการทำความสะอาดพื้นผิวของแก้วและช่วยประหยัดทรัพยากรน้ำที่หายากมากขึ้น
การเคลือบประเภทพิเศษนี้เรียกว่า "การเคลือบที่ทำความสะอาดง่าย" หรือ "การทำความสะอาดด้วยตนเอง" มันได้รับการพัฒนาโดยการใช้ประโยชน์จากลักษณะทางกายภาพพื้นฐานสองประการที่วัตถุมีอยู่ในธรรมชาติ ที่เรียกว่าแก้วที่ทำความสะอาดง่ายเป็นแก้วชนิดหนึ่งที่มีพื้นผิวที่มีน้ำใจสูงคล้ายกับผลกระทบของดอกบัวป้องกันไม่ให้น้ำยึดติดกับแก้วอย่างเต็มที่ สิ่งนี้ทำให้เกิดแรงตึงผิวของหยดน้ำในรูปทรงที่มีลักษณะคล้ายหยดน้ำทำให้หยดน้ำสามารถเลื่อนออกไปตามธรรมชาติและนำฝุ่นละอองออกไปทำให้แก้วมีผลง่ายต่อการทำความสะอาด ฝุ่นไม่สามารถสะสมได้และเมื่อเวลาผ่านไปผลกระทบจะแตกต่างจากคราบน้ำอย่างมีนัยสำคัญที่สะสมบนกระจกธรรมดา
ลักษณะพื้นฐาน
ปรากฏการณ์ของลักษณะทางกายภาพพื้นฐานสองประการตรงข้ามคือ:
A. hydrophobicity (หรือที่เรียกว่า "hydrophobicity", อังกฤษ: Hydrophobe): มันหมายถึงผลกระทบที่น่ารังเกียจอย่างมากของโมเลกุลของสารต่อน้ำ เมื่อน้ำอยู่บนพื้นผิวของวัตถุที่ไม่ชอบน้ำมันจะสร้างมุมสัมผัสขนาดใหญ่และเปลี่ยนเป็นรูปหยด ดอกบัวใบเรามักจะเห็นว่ามีเอฟเฟกต์นี้
B. hydrophilicity (ภาษาอังกฤษ: hydrophile): มันหมายถึงความสามารถของโมเลกุลในการสร้างพันธะชั่วคราวกับโมเลกุลของน้ำผ่านพันธะไฮโดรเจนทำให้ง่ายสำหรับน้ำที่จะรวมกับพื้นผิวที่ชอบน้ำ ปรากฏการณ์เส้นเลือดฝอยที่เรามักจะเห็นขึ้นอยู่กับหลักการนี้
มุมมองส่วนแก้ว มุมมองส่วนแก้ว
"การเคลือบที่ทำความสะอาดง่าย" หรือ "การเคลือบด้วยตนเอง" ที่มีอยู่ในตลาดสำหรับพื้นผิวกระจกและเซรามิกสามารถแบ่งออกเป็นสามหมวดหมู่:
ประเภทแรก: องค์ประกอบหลักของมันคือซิลิโคน (หรือซิลิโคนอินทรีย์อินทรีย์) หรือวัสดุมันอื่น ๆ เมื่อนำไปใช้กับพื้นผิวของวัสดุมันจะให้ความรู้สึกที่ราบรื่นและมัน อย่างไรก็ตามมันไม่ได้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลซิลิกาบนพื้นผิวของวัสดุเพื่อสร้างฟิล์มนาโนที่แข็งแกร่ง แต่มันก็เติมเต็มในพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอของวัสดุที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าทำให้พื้นผิวของวัสดุเรียบเนียนและสม่ำเสมอของมันคือมันมีผลกระทบที่น่ารังเกียจอย่างมากต่อน้ำ (แต่ไม่ใช่น้ำมัน) แต่ข้อเสียของมันคือการยึดเกาะที่ไม่ดี ภายในระยะเวลาที่ค่อนข้างสั้น (6 ถึง 12 เดือน) คุณสมบัติของน้ำที่น่ารังเกียจจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
หมวดที่สอง: องค์ประกอบหลักคือไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) หลังจากเคลือบฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์บนแก้วไทเทเนียมไดออกไซด์มีความเป็นซุปเปอร์ไฮโดรฟิลิติกเนื่องจากคุณสมบัติโฟโตคะตาไลติกที่ยอดเยี่ยมภายใต้การกระทำของพลังงานแสง (อัลตราไวโอเลต) โดยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่มีความชุ่มชื้นในระดับสูง (ตรงกันข้ามกับคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำของการเคลือบซีลทองคำ) จะช่วยให้หยดน้ำขนาดเล็กมากสามารถรวมตัวกันเป็นขนาดใหญ่ซึ่งจะตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วง เป็นผลให้คราบที่ยึดติดกับมันสามารถล้างออกได้อย่างง่ายดายด้วยน้ำทำให้แก้วมีลักษณะง่ายต่อการทำความสะอาด ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแก้วสถาปัตยกรรมกลางแจ้ง ข้อได้เปรียบของมันคือราคาถูก แต่ข้อเสียของมันคือมันจะต้องสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตและการยึดเกาะก็ไม่ดีเช่นกัน
หมวดที่สาม: องค์ประกอบหลักของมันคือวัสดุนินอนินนินนินนินอนิก มันมีลักษณะโดยการเคลือบแบบไฮโดรฟิลิกบนพื้นผิวและประสิทธิภาพการป้องกันฝุ่นที่ดี มันไม่ได้พึ่งพาการเปิดรับแสงแดดและยังคงทำงานในสภาพแวดล้อมที่มืดสนิท มันเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทไทเทเนียมไดออกไซด์รุ่นที่อัพเกรด
นักเคมีชาวญี่ปุ่นคิดค้นแก้วชนิดหนึ่งที่สามารถทำความสะอาดตัวเองและไม่ได้หมอก พื้นผิวของแก้วประเภทนี้มี "ความสามารถในการเปียกคู่" ทำให้สามารถดูดซับน้ำและน้ำมันได้พร้อมกัน ดังนั้นเมื่อมีไอน้ำบนแก้วมันจะแพร่กระจายไปทั่วทั้งพื้นผิวโดยไม่กลั่นตัวลงในหยดน้ำ นอกจากนี้น้ำสามารถซึมเข้าไปในสิ่งสกปรกได้ผ่านที่พักร่วมกันและล้างคราบน้ำมันออกไปจึงมีความสามารถในการทำความสะอาดตัวเองอย่างแรง มีคนทำการทดลองเช่นนี้: เมื่อไอน้ำถูกฉีดลงบนกระจกแก้วธรรมดาจะถูกปกคลุมด้วยหยดหมอกแล้ว แต่แก้วชนิดนี้ยังสามารถอ่านได้ผ่านคำและรูปภาพ
พื้นผิวของแก้วธรรมดามีแนวโน้มที่จะไฟฟ้าคงที่ซึ่งสามารถดูดซับฝุ่นลอยในอากาศและไอเสียยานพาหนะ เมื่อเวลาผ่านไปมันง่ายมากที่จะสกปรก นอกจากนี้เมื่อฝนตกมุมสัมผัสระหว่างแก้วและน้ำคือ 30 ถึง 40 องศาดังนั้นหยดน้ำจะเกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายบนพื้นผิวแก้วและไม่ง่ายที่จะเลื่อนออก ในระหว่างกระบวนการอบแห้งของหยดน้ำพวกเขามีแนวโน้มที่จะดูดซับฝุ่นในอากาศและหลังจากการอบแห้งเครื่องหมายน้ำจะเกิดขึ้น เมื่อเวลาผ่านไปรูปแบบสิ่งสกปรก
แก้วทำความสะอาดตัวเองหรือที่รู้จักกันในชื่อแก้วทำความสะอาดตัวเองเป็น "แก้วสีเขียว" ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม มันสามารถทำได้โดยการเคลือบชั้นของไทเทเนียมไดออกไซด์โปร่งใสและฟิล์มโฟโตแคตาไลต์บนพื้นผิวของกระจกแบน เมื่อฟิล์ม photocatalyst ไทเทเนียมไดออกไซด์หรือที่รู้จักกันในชื่อโฟโตคะทาลิสต์จะสัมผัสกับแสงแดดหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์หรือรังสีอัลตราไวโอเลตภายใต้การกระตุ้นของแสงภายนอกสารอินทรีย์และมลพิษที่ติดอยู่กับพื้นผิวจะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์
