Запотевшие или покрытые изморозью стекла способны доставить немало неприятных минут автомобилистам в холодное время года. Однако технология производства прозрачных нагревающихся пленок поможет решить эту проблему.
Прозрачная защита: От наледи и конденсата
Пленка из ITO, нанесенная на стеклянную трубку, нагревается без каких-либо раздражающих проводов, которые часто можно увидеть на подогреваемых задних стеклах автомобилей. покрытие устойчиво к появлению царапин и коррозии, и может даже обеспечить защиту от повреждений флоат-стекла (особого типа листового стекла).

Водители не любят зиму: холод, гололед и неизбежный утренний ритуал очистки стекол ото льда. Да и владельцы теплиц не слишком рады появившемуся на стеклах конденсату: чем его больше, тем выше опасность для растений. Конечно, эти проблемы можно решить нагреванием воздуха, но гораздо лучше попытаться вообще избежать появления конденсата на стеклах (особенно, если принять во внимание затраты на электроэнергию).

Исследователи из Института Фраунгофера разработали технологию производства прозрачных проводящих (и, следовательно, нагревающихся) пленок. Кроме того, такие пленки обеспечивают низкий уровень излучения тепла в окружающую среду, благодаря чему стекло остывает медленнее, предотвращая конденсацию. Пленки на основе оксида олова, которые производились до сих пор, далеки от идеала — как с точки зрения оптических, так и механических свойств. Высокие температурные нагрузки (в частности, во время процесса гибки стекла) могут стать причиной появления трещин. Как результат, промышленное применение таких пленок ограничено. «Наша новая пленка чрезвычайно стойкая, — говорит д-р Бернд Шишка (Bernd Szyszka) из Института Фраунгофера. — Температуры до 900⁰С не являются для неё проблемой, и даже если подвергнуть пленку резкому изгибу — она останется целой». Поэтому покрытие может быть использовано на крупных промышленных предприятиях, где прозрачные нагреваемые пленки используются для безопасного наблюдения за технологическим процессом.

«Наше покрытие создано на основе оксида индия-олова (ITO), — говорит Шишка. — Этот материал не просто обладает выдающимися оптическими и электрическими свойствами, он также механически и химически более устойчив, чем оксид олова». Хотя преимущества покрытий на основе ITO известны уже на протяжении многих лет, инженеры из Института Фраунгофера только сейчас предложили способ промышленного изготовления таких пленок для широкого спектра задач.

Исследователи использовали технологию магнетронного распыления импульсами высокой мощности (HIPIMS). Рассеянные с помощью магнетрона ионы инертных газов выбивали атомы из пластины ITO. Затем эти атомы в вакууме осаждались на необходимую основу. «Однако вместо обычных 10А в системе HIPIMS мы использовали 1000А, — объясняет Шишка. — В результате распыленное вещество ионизируется, и пленка строится из частиц с более высокой энергией, демонстрируя превосходные характеристики». Изменяя мощность импульса и условия во время напыления, инженеры могут варьировать текстуру и структуру пленки, чтобы обеспечить желаемые свойства. Полученную пленку можно изгибать или сразу наносить на объемное изделие. нанесение покрытия с помощью HIPIMS можно выполнять при комнатной температуре, поэтому даже нетермостойкие полимерные материалы могут выступать в качестве основы.

По пресс-релизу Fraunhofer-Gesellschaft