法利用電化學技術使海水中的舷窗不受污染

采用光學系統工作的深海觀測設備所遇到的難題之一，便是觀測口上容易結一聲能生物膜，影響視線。法國國家科學研究中心（SNRS）和“電化學接口和系統試驗室”（LISE）的研究人員，合作開發出一種很有前途的電化學保護技術。其原理是采用海水的受控電解，在需要保護的觀測孔上產生自由氯。深海攝像機的觀測孔便可以在5個月內保持清潔。

在需要保護的舷窗上覆蓋一層二氧化錫S_nO₂薄膜，作為透明的電極來使用。將這一透明的電極以一定的電勢極化，便可以通過將海水中所含的氯離子氧化，產生爪維爾水，或稱次氯酸水(HCIO)。法國國家科學研究中心的研究小組優化了二氧化錫薄膜的組成成份(通過高溫噴霧熱解形成鍍層)，以取得很好的導電性能和數月的使用壽命。該裝置還包括一個反電極和一個參考電極。法國海洋應用研究所將這一原理應用于深海探測攝像機的舷窗，三個電極便設在舷窗的正面。到目前為止，在各種不同地點進行的試驗表明，這種陽極保護裝置可以使舷窗的透明性保持3到5個月。

這種裝置對環境的影響非常小，所以也就倍受關注。這種工藝在防止污染的過程中，只在需要保護的舷窗上產生少量的次氯酸水。

另外，這種技術也通過與法國國家科學研究中心和巴黎第六大學共同創辦的維爾弗朗施(villefranche)海洋學研究試驗室合作，正應用于ANTARES研究項目當中。ANTARES研究項目是探測和研究地中海的特高能中微子的一個項目。研究人員正在測試這種方法對設在地中海2600米深處拍攝浮游植物的高分辨率攝像機舷窗的清潔作用。

采用這種技術時，對有源保護設施所需要的能源如何管理，是非常重要的一點。研究人員對各種不同長短的極化周期(從十分鐘到幾個小時)成功地進行了試驗。

如果將從未極化過的二氧化錫薄膜浸入海水中，該薄膜上趨向于形成一層生物膜。相反，如果在浸人海水之前，對該薄膜進行過時間足夠長的陽極極化，使薄膜上產生一層氯，便能夠在強制極化中斷之后，保持其防止污染的特點。這種無源的保護模式壽命有限，但也可以將清潔作用保持幾天的時間。

除了在玻璃上采用這種技術之外，研究人員還研究了采用等離子體輔助氣相沉積技術(PACVD)，在透明聚合物的基底上鍍涂二氧化錫薄膜的可能性，比如PMMA(聚甲基異丁烯酸)。從中期來看，這些研究為水底自清潔設施的設計開啟了新的應用前景。這項研究工作是與皮埃爾和瑪麗·居里大學以及巴黎國家高等化學學院合作創立的“等離子體工藝和表面處理工程試驗室”合作進行的。