Technoleg gwrth-lwch: O archwilio gofod i ynni cynaliadwy

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Medi 15, 2023

Crynodeb mewnwelediad

Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Texas yn Austin wedi datblygu technoleg gwrth-lwch sy'n defnyddio nano-ddarn arian a nano-argraffu. Mae gan y datblygiad hwn oblygiadau ar gyfer archwilio'r gofod, ynni solar, electroneg, nwyddau defnyddwyr, ac adeiladu, gan leihau'r angen am lanhau rheolaidd o bosibl ac arwain at arbedion cost. Mae goblygiadau ehangach technoleg gwrth-lwch yn cynnwys gostyngiad mewn datblygiadau mewn gwyddor deunyddiau, diwydiannau a marchnadoedd newydd, ac integreiddio i gartrefi ac adeiladau clyfar.

Cyd-destun technoleg gwrth-lwch

Gyda chefnogaeth cyllid gan NASA, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Texas yn Austin, mewn cydweithrediad â'r cwmni gweithgynhyrchu Smart Material Solutions, wedi dyfeisio dull i atal llwch rhag glynu wrth arwynebau. Mae'r dechneg yn uno dwy broses saernïo - nano-ddarn arian a nano-argraffnu - i greu patrwm o byramidau bach ar ddeunydd a oedd yn wastad yn flaenorol. Mae'r allwthiadau bach hyn yn atal gronynnau llwch rhag glynu wrth y deunydd, gan achosi iddynt lithro i ffwrdd.

I arddangos eu technoleg ymlid llwch, fe wnaeth y gwyddonwyr orchuddio arwyneb gwastad ac un o'u harwynebau a ddyluniwyd yn arbennig â llwch lleuad efelychiedig. Yna fe wnaethant osod yr arwynebau yn fertigol, gan ganiatáu i lwch rhydd ollwng i'r llawr. Ar ôl archwilio'r arwynebau, canfuwyd bod gan yr arwyneb gwastad 35 y cant o'i arwynebedd wedi'i orchuddio â llwch, tra bod gan yr arwyneb peirianyddol orchudd llwch 2 y cant yn unig.

Mae dau brif reswm pam mae llwch yn glynu wrth arwynebau: grymoedd van der Waals a thrydan sefydlog. Mae'n hanfodol creu arwynebau gwrth-lwch gyda grymoedd van der Waals isel, sy'n golygu glynu gwan rhwng arwyneb a gronynnau llwch. Fel hyn, gall grymoedd allanol dynnu gronynnau llwch ac nid ydynt yn dibynnu ar ddefnynnau dŵr yn unig. Mae dau ddull i ostwng lluoedd van der Waals. Un yw gwneud strwythurau bach i leihau'r ardal gyswllt rhwng arwynebau llwch a gwydr, a'r llall yw lleihau egni'r arwyneb gwydr. Mae arwynebau gwrth-sefydlog yn helpu i leihau cronni llwch trwy wanhau'r trydan statig rhwng y gronynnau llwch a'r wyneb.

Effaith aflonyddgar

Yn ogystal â helpu crwydrowyr NASA yn y dyfodol i fynd i'r afael â llwch gofod, gellid defnyddio'r dechnoleg hon hefyd i ddatblygu paneli solar gwrth-lwch i'w defnyddio ar y Ddaear, gan wella eu heffeithlonrwydd heb lanhau â llaw - cost gynyddol ynni solar. Gall haenau gwrth-lwch ar arwynebau a deunyddiau leihau'r angen am lanhau rheolaidd, gan arwain at ostyngiad yn y galw am gynhyrchion a gwasanaethau glanhau. Gall nwyddau wedi'u pecynnu defnyddwyr hefyd elwa o dechnolegau gwrth-lwch, yn enwedig cynhyrchion bwyd a meddyginiaethau. Gall y datblygiad hwn wella iechyd cwsmeriaid, yn enwedig y rhai sy'n dioddef o alergeddau llwch a chlefydau anadlol cysylltiedig eraill.

Diwydiant arall a allai gael ei amharu gan dechnoleg gwrth-lwch yw electroneg. Gall cronni llwch ar gydrannau electronig achosi difrod, gan arwain at lai o berfformiad a byrhau oes. Gallai haenau gwrth-lwch leihau'r galw am rai newydd, gan effeithio ar y gadwyn gyflenwi o gydrannau electronig. 

Yn olaf, gallai technoleg gwrth-lwch hefyd effeithio'n sylweddol ar y diwydiant adeiladu a deunyddiau adeiladu. Gall cronni llwch ar ddeunyddiau adeiladu achosi diraddio ac effeithio ar eu perfformiad dros amser. Gallai haenau gwrth-lwch ar ddeunyddiau adeiladu helpu i leihau'r gwaith cynnal a chadw sydd ei angen, gan arwain at arbedion cost i berchnogion adeiladau. Fodd bynnag, gallai hefyd effeithio ar y diwydiant deunyddiau adeiladu, gan y gallai llai o alw arwain at lai o gynhyrchiant a cholli swyddi o bosibl.

Goblygiadau technoleg gwrth-lwch

Gall goblygiadau ehangach technoleg gwrth-lwch gynnwys: 

• Gostyngiad mewn llygredd llwch, gwella ansawdd aer a lleihau problemau iechyd sy'n gysylltiedig â materion anadlol. Gallai’r datblygiad hwn hefyd leihau faint o lwch sy’n cronni mewn ecosystemau naturiol, gan eu cadw ac o bosibl leihau’r risg o danau gwyllt.
• Datblygiadau mewn gwyddor deunyddiau, wrth i ymchwilwyr archwilio ffyrdd newydd o wneud arwynebau'n llai agored i lwch sy'n cronni. Gallai hyn arwain at gynhyrchion newydd, fel ffenestri hunan-lanhau.
• Diwydiannau a marchnadoedd newydd ar gyfer cynhyrchion a gwasanaethau sy'n ymwneud ag atal a thynnu llwch. 
• Llai o angen am lafur llaw mewn swyddi glanhau a chynnal a chadw, gan arwain at golli swyddi yn y sectorau hyn. 
• Gallai llai o grynhoad llwch ar baneli solar wella eu heffeithlonrwydd, gan arwain at fwy o ddefnydd o ynni solar a llai o allyriadau nwyon tŷ gwydr.
• Technolegau gwrth-lwch yn cael eu hintegreiddio i gartrefi ac adeiladau craff, gan ganiatáu ar gyfer tynnu a chynnal a chadw llwch yn awtomatig. Gallai'r nodwedd hon arwain at fwy o effeithlonrwydd ynni a lleihau costau sy'n gysylltiedig â glanhau â llaw.

Cwestiynau i'w hystyried

• Sut gallai technolegau gwrth-lwch fod o fudd personol i chi?
• Beth yw'r datblygiadau arloesol eraill a all ddod i'r amlwg oherwydd arwynebau sy'n gwrthsefyll llwch?