Technologie proti prachu: Od průzkumu vesmíru k udržitelné energii

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• Září 15, 2023

Shrnutí statistik

Výzkumníci z Texaské univerzity v Austinu vyvinuli technologii proti prachu, která využívá nano-mincování a nanotisk. Tento vývoj má důsledky pro průzkum vesmíru, solární energii, elektroniku, spotřební zboží a stavebnictví, což potenciálně snižuje potřebu pravidelného čištění a vede k úsporám nákladů. K širším důsledkům protiprachové technologie patří snížení pokroku ve vědě o materiálech, nová průmyslová odvětví a trhy a integrace do inteligentních domů a budov.

Kontext technologie proti prachu

Vědci z Texaské univerzity v Austinu s podporou finančních prostředků NASA ve spolupráci s výrobním startupem Smart Material Solutions vymysleli metodu, jak zabránit přilnutí prachu na povrchy. Tato technika spojuje dva výrobní procesy – nano-ražení a nanotisk – k vytvoření vzoru malých pyramid na dříve plochém materiálu. Tyto drobné výstupky brání prachovým částicím přichycovat se k materiálu a způsobují jejich klouzání.

Aby vědci předvedli svou technologii odpuzování prachu, pokryli plochý povrch a jeden ze svých speciálně navržených povrchů simulovaným měsíčním prachem. Poté umístili povrchy svisle, aby umožnily volnému prachu spadnout na podlahu. Při inspekci povrchů zjistili, že plochý povrch měl 35 procent své plochy pokrytý prachem, zatímco umělý povrch měl pokrytí prachem pouhá 2 procenta.

Existují dva hlavní důvody, proč se prach lepí na povrchy: van der Waalsovy síly a statická elektřina. Je nezbytné vytvořit protiprachové povrchy s nízkými van der Waalsovými silami, což znamená slabé přilnutí mezi povrchem a prachovými částicemi. Prachové částice tak mohou být odstraněny vnějšími silami a nespoléhat se pouze na kapky vody. Existují dva způsoby, jak snížit van der Waalsovy síly. Jedním z nich je vytvořit drobné struktury pro zmenšení kontaktní plochy mezi prachem a skleněnými povrchy a druhým je snížit energii povrchu skla. Antistatické povrchy pomáhají snižovat usazování prachu tím, že zeslabují statickou elektřinu mezi prachovými částicemi a povrchem.

Rušivý dopad

Kromě pomoci budoucím roverům NASA při řešení vesmírného prachu by tato technologie mohla být také použita k vývoji protiprachových solárních panelů pro použití na Zemi, čímž by se zvýšila jejich účinnost bez ručního čištění – což je rostoucí náklad na solární energii. Protiprachové povlaky na površích a materiálech mohou snížit potřebu pravidelného čištění, což vede ke snížení poptávky po čisticích prostředcích a službách. Spotřebitelské balené zboží může také těžit z protiprachových technologií, zejména potravinářských výrobků a léků. Tento vývoj může zlepšit zdraví zákazníků, zejména těch, kteří trpí alergiemi na prach a dalšími souvisejícími onemocněními dýchacích cest.

Dalším odvětvím, které by mohla protiprašná technologie narušit, je elektronika. Nahromadění prachu na elektronických součástkách může způsobit poškození, což vede ke snížení výkonu a zkrácení životnosti. Protiprachové povlaky by mohly snížit poptávku po výměnách, což by ovlivnilo dodavatelský řetězec elektronických součástek. 

A konečně, protiprachová technologie by také mohla významně ovlivnit stavebnictví a průmysl stavebních materiálů. Nahromadění prachu na stavebních materiálech může způsobit degradaci a časem ovlivnit jejich výkon. Protiprachové nátěry na stavebních materiálech by mohly pomoci snížit potřebnou údržbu, což vede k úspoře nákladů pro majitele budov. Mohlo by to však mít dopad i na průmysl stavebních materiálů, protože snížená poptávka by mohla vést ke snížení výroby a potenciálně ke ztrátě pracovních míst.

Důsledky protiprachové technologie

Širší důsledky protiprachové technologie mohou zahrnovat: 

• Snížení znečištění prachem, zlepšení kvality ovzduší a snížení zdravotních problémů souvisejících s respiračními problémy. Tento vývoj by také mohl snížit množství prachu, který se hromadí v přírodních ekosystémech, zachovat je a potenciálně snížit rizika lesních požárů.
• Pokrok ve vědě o materiálech, protože výzkumníci zkoumají nové způsoby, jak učinit povrchy méně náchylnými k hromadění prachu. To by mohlo vést k novým produktům, jako jsou samočistící okna.
• Nová průmyslová odvětví a trhy pro produkty a služby související s prevencí a odstraňováním prachu. 
• Snížená potřeba ruční práce při úklidu a údržbě, což vede ke ztrátě pracovních míst v těchto odvětvích. 
• Snížené hromadění prachu na solárních panelech by mohlo zlepšit jejich účinnost, což by vedlo k většímu využití solární energie a snížení emisí skleníkových plynů.
• Do inteligentních domů a budov jsou integrovány protiprachové technologie, které umožňují automatické odstraňování prachu a údržbu. Tato funkce by mohla vést k vyšší energetické účinnosti a snížení nákladů spojených s ručním čištěním.

Otázky k zamyšlení

• Jakým způsobem mohou být protiprachové technologie pro vás osobně přínosné?
• Jaké jsou další potenciální inovace, které se mohou objevit díky povrchům odolným proti prachu?