El "vidrio fácil-limpio" a menudo se conoce vívidamente en los negocios como "vidrio autónomo (o vidrio automático)". Generalmente se refiere a la aplicación de un recubrimiento especial en la superficie del vidrio, lo que dificulta el polvo o los líquidos sucios (incluidos los que contienen agua o incluso aceite) para adherirse a la superficie del vidrio, o dificulta relativamente fácil ser arrastrado por el agua (o la lluvia). De esta manera, la superficie del vidrio es muy fácil de mantener limpia, reduciendo el problema de limpiar la superficie del vidrio y también ahorrar los recursos hídricos cada vez más escasos.
Este tipo especial de recubrimiento es lo que se llama "recubrimiento fácil de limpiar" o "recubrimiento de autolimpieza". Se desarrolló aprovechando dos características físicas fundamentales que los objetos poseen en la naturaleza. El llamado vidrio fácil de limpiar se refiere a la superficie del vidrio que tiene una alta hidrofobicidad similar al efecto de loto, lo que evita que el agua se adhiera por completo al vidrio. La tensión superficial de las gotas de agua crea un fenómeno similar a la lágrima. Las gotas de agua se deslizarán naturalmente y se alejarán el polvo, dando al vidrio un efecto fácil de limpiar. El polvo también no podrá acumularse. En comparación con la acumulación de manchas de agua de vidrio ordinario, el efecto durante un largo período de tiempo es bastante obvio.
Los fenómenos de las dos características físicas básicas se manifiestan en direcciones opuestas, a saber:
A. Hidrofobicidad (también conocida como "hidrofobicidad", inglés: hidrófobo): se refiere a una sustancia (molécula) que tiene un fuerte efecto repulsivo sobre el agua. Cuando el agua está en la superficie de un objeto hidrofóbico, forma un gran ángulo de contacto y aparece como gotas de agua. Las hojas de loto que comúnmente vemos tienen este efecto.
B. hidrofilia (inglés: hidrófilo): se refiere a la capacidad de las moléculas para formar enlaces a corto plazo con moléculas de agua a través de enlaces de hidrógeno, lo que hace que sea particularmente fácil para el agua combinarse con superficies hidrofílicas. El fenómeno capilar que comúnmente vemos se basa en este principio.
Los "recubrimientos fáciles de limpiar" o "recubrimientos autolimpiadores" disponibles en el mercado de superficies de vidrio y cerámica se pueden clasificar aproximadamente en tres categorías:
La primera categoría: el componente principal es la silicona (o resina orgánica de silicona) u otros materiales aceitosos. Cuando se aplica a la superficie del material, da una sensación suave y aceitosa. Sin embargo, no reacciona con las moléculas de sílice en la superficie del material para formar un nano-film fuerte. En cambio, simplemente llena la superficie de material desigual que es invisible a simple vista, lo que hace que la superficie del material sea suave y uniforme. Su ventaja es que tiene un fuerte efecto repulsivo en el agua (pero no en el aceite), pero su desventaja es una mala adhesión. Dentro de un período de tiempo relativamente corto (6 a 12 meses), su propiedad de repetición de agua se reducirá significativamente.
La segunda categoría: el componente principal es el dióxido de titanio (TiO2). Después de recubrir una capa de película de dióxido de titanio en el vidrio, el dióxido de titanio tiene superhidrofilia debido a sus excelentes propiedades fotocatalíticas bajo la acción de la energía de la luz (ultravioleta). Al aprovechar esta propiedad superhidrofílica (al contrario de la propiedad hidrofóbica de la pintura del sello dorado), hace que las gotas de agua muy pequeñas se unan en grandes y se caigan bajo el efecto de la gravedad, lo que permite que las manchas sean fácilmente lavadas por agua, lo que hace que el vidrio sea fácil de limpiar. Por lo tanto, es particularmente adecuado para vidrio arquitectónico al aire libre. Su ventaja es que es barato, pero la desventaja es que debe estar expuesto a la luz ultravioleta y su adhesión también es pobre.
La tercera categoría: su componente principal es el material inorgánico de nano-silicio. Se caracteriza por un recubrimiento súper hidrofílico en la superficie y una buena prevención del polvo. No depende de la exposición a la luz solar y aún funciona en un entorno completamente oscuro. Es una versión actualizada de productos tipo dióxido de titanio.
Un químico japonés inventó un tipo de vidrio que puede limpiarse y no se empañan. La superficie de este tipo de vidrio tiene "doble humectabilidad", lo que le permite entrar en contacto con agua y aceite al mismo tiempo. Por lo tanto, cuando hay vapor de agua en el vidrio, se extenderá por toda la superficie del vidrio en lugar de condensarse en gotas de agua. Además, el agua puede filtrarse en la suciedad aceitosa a través de tal comprensión y alojamiento mutuo, lavar las manchas de aceite y así poseer una fuerte capacidad de autolimpieza. Alguien ha realizado tal experimento. Cuando el vapor de agua se rocía sobre el vidrio, el vidrio ordinario ya está cubierto con gotas de niebla, mientras que este tipo de vidrio aún puede ser leído por personas a través de texto e imágenes.
La superficie del vidrio ordinario es propensa a la electricidad estática, que puede absorber el polvo flotante en el aire y el escape del vehículo. Con el tiempo, es extremadamente fácil ensuciarse. Además, cuando llueve, el ángulo de contacto entre el vidrio y el agua es de 30 a 40 grados, por lo que las gotas de agua se forman fácilmente en la superficie del vidrio y no son fáciles de deslizarse. Durante el proceso de secado de las gotas de agua, también es muy probable que adsorban el polvo en el aire. Después de secar, se forman marcas de agua. Con el tiempo, forma de tierra.
El vidrio autónomo, también conocido como vidrio auto-purificador, es un "vidrio verde" ecológico. Al recubrir una capa de dióxido de titanio transparente y una película de fotocatalizador en la superficie del vidrio plano, se puede hacer vidrio autolimpiante. Cuando la película fotocatalizador del dióxido de titanio, conocida como fotocatalizador, está expuesta a la luz solar o lámparas fluorescentes y los rayos ultravioleta, bajo la excitación de la luz externa, la materia orgánica y los contaminantes que se adhieren a la superficie se convertirán en dióxido de carbono y agua y se eliminan automáticamente
