
高楼幕墙无需“蜘蛛人”冒险擦拭、光伏面板遇雨即可自净、汽车玻璃在雨天保持清晰视野……这些曾经的应用愿景,如今正被晋中学院材料科学与工程系的科研团队变为现实。近日,该团队成功研发出“自洁光波——超疏水自清洁玻璃”,以仿生科技破解了玻璃清洁与维护的行业顽疾,走出了一条从实验室科研攻关到产业落地应用的创新之路。

长期以来,玻璃易积尘、难清洁的问题长期困扰着建筑、新能源及交通安全等多个领域。高层建筑幕墙清洗不仅成本高昂,且高空作业安全风险极大;光伏电站的玻璃面板一旦积尘,将直接导致发电效率下降;而汽车玻璃在雨天起雾、沾水,更是严重影响行车安全。
针对上述痛点,晋中学院“自洁光波”科研团队受荷叶超疏水效应的启发,将自然界的“智慧”引入材料制造。项目负责人吴辰钰介绍,团队通过“仿生微纳结构+溶胶—凝胶原位固化技术”,在玻璃表面成功构筑了微纳分级粗糙结构,并经过低表面能化学改性,相当于给玻璃穿上了一件“纳米疏水外衣”。这使得水滴在玻璃表面能迅速呈球状滚落,并顺带带走灰尘与油污,真正实现了“雨水一冲即净”的长效洁净效果。

经第三方专业机构检测与科技查新,该产品的核心指标表现亮眼:水接触角高达159.47°,滚动角小于3.1°,透光率达到90%,雾度仅为0.29%,表面硬度达到7H。产品兼具自清洁、高透光、防雾、耐磨损及抗风化等多重优异性能,核心技术指标处于国内领先水平。

在应用层面,“自洁光波”玻璃为行业提供了一站式解决方案。实测数据显示,该产品可将清洁维护成本降低50%以上,其80%的高透光率能有效提升建筑采光与光伏发电效率,助力国家“双碳”目标的实现。此外,该涂层附着力强,耐高低温、耐酸碱,使用寿命远超同类产品,且可加工厚度覆盖0.2mm至10mm,能够广泛适配建筑、光伏、汽车、家居等多元化场景。

科研成果的顺利落地,离不开产教深度融合的支撑。该团队依托晋中学院现代玻璃产业学院、山西省新型多功能玻璃技术创新中心,与山西大华玻璃、山西昱泰玻璃、山西利虎玻璃等多家本土企业共建产学研合作基地,构建起“研发—中试—应用”的全链条闭环。在副教授马腾、王会杰等专家的带领下,团队采用“核心技术自主+委托代工”的模式实现了低成本量产。目前,该产品成本较进口同类产品低20%以上,极具市场竞争力,并已在多个实际场景中落地应用,反馈良好。

从实验室的微观结构设计,到建筑幕墙、养殖窗口的实际应用,晋中学院“自洁光波”团队正以科技创新破解民生与产业难题。面向未来,团队已绘就了清晰的发展蓝图:在技术端,将持续迭代超疏水与光热除冰、超疏水与导电防尘等复合功能,打破单一功能壁垒;在应用端,计划将技术触角延伸至航空航天、医疗健康等高端领域,以硬核科技赋能绿色低碳发展。