Блог

Jun 21, 2023

Бабочки вдохновляют на создание самой легкой краски в мире

Когда вы слышите слова «экологичная краска», вы можете подумать о краске, не содержащей летучих органических соединений, но в городе появилось новое покрытие, которое обещает быть еще более экологичным. Как и многие великие инновации, эта новая

Когда вы слышите слова «экологичная краска», вы можете подумать о краске, не содержащей летучих органических соединений, но в городе появилось новое покрытие, которое обещает быть еще более экологичным. Как и многие великие инновации, эта новая краска была открыта случайно. Это была неудачная попытка изготовления зеркала, структурно имитирующего естественные цвета животных. Ученые, создавшие ее, говорят, что она легче и долговечнее традиционной краски, а также оказывает охлаждающий эффект.

Очевидно, что существует множество возможных применений такого продукта, который создатели называют сверхлегкой плазмонной структурной цветной краской, независимо от того, понимаете ли вы, как она работает. Но давайте попробуем пролить свет на это новое явление.

Реклама

Прежде чем погрузиться в плазмонную краску, возможно, будет полезно узнать, как работает обычная краска и она работала на протяжении тысячелетий.

Чтобы сделать краску, пигменты, такие как минералы, металлы или химические вещества, смешиваются с жидкостью, обычно маслом. Именно пигменты придают краске цвет, и они работают, поглощая одни длины волн света и отражая другие. Отражается то, что мы видим как цвет.

Реклама

Проблема с этим проверенным методом изготовления краски заключается в том, что она может быть изготовлена ​​из токсичных химикатов, химически нестабильна и со временем может потускнеть. Он также задерживает тепло. Даже белая краска не полностью отражает солнечный свет.

По сообщению Wired, группа исследователей из Университета Центральной Флориды (UCF) работала над созданием алюминиевого зеркала и заметила неприятные «скопления атомов алюминия, достаточно крошечные, чтобы быть невидимыми, но достаточно большие, чтобы испортить блеск зеркала».

Хотя это были плохие новости для их проекта зеркала, они поняли, что крошечные атомы колеблются в белом свете и отражают свет. Размер атомов определял, какой цвет они отражают.

Реклама

Это означало, что исследователи могли создавать разные цвета, просто используя частицы алюминия разного размера. Когда частицы прикрепляются к зеркалу и превращаются в цветные хлопья, их можно смешать с жидкостью для создания краски.

По словам исследователя Дебашиса Чанды, профессора Центра нанотехнологий UCF, этот тип цветообразования называется «структурным», и именно так многие виды производят свой цвет.

«Разнообразие цветов и оттенков в мире природы поражает — от ярких цветов, птиц и бабочек до подводных существ, таких как рыбы и головоногие моллюски», — сказал Чанда в журнале UCF Today. «Структурный цвет служит основным механизмом генерации цвета у нескольких чрезвычайно ярких видов, где геометрическое расположение обычно двух бесцветных материалов дает все цвета. С другой стороны, при использовании искусственного пигмента для каждого присутствующего цвета необходимы новые молекулы».

«Но у природы совсем другой способ создания цвета, чем у нас», — сказал Чанда. Например, цвета, отображаемые бабочками, созданы природой без пигментов. Поверхности крыльев бабочки преломляют свет, создавая структурный цвет, не содержащий пигментов и сохраняющийся дольше.

В новой краске бесцветными материалами являются алюминий и оксид алюминия.

Реклама

Это все круто, но чем структурная краска превосходит пигментную краску? По мнению исследователей, преимущества значительны.

Поскольку структурная краска контролирует то, как свет «отражается или рассеивается», а не поглощается, она более стабильна с течением времени, а это означает, что цвета не выцветают. Это означает, что нет необходимости перекрашивать поверхность каждые несколько лет. Еще одним экологическим преимуществом является то, что эти новые краски будут производиться только из металлов и оксидов, а не из искусственных пигментов и химикатов.

Реклама

Самое интересное, что благодаря своей структуре плазмонная краска легче в двух отношениях.

Во-первых, он отражает свет и поглощает меньше тепла, сохраняя свою поверхность на 25–30 градусов по Фаренгейту (от минус 3,8 до минус 1,1 градуса по Цельсию) ниже, чем поверхность, окрашенная стандартной коммерческой краской, согласно данным UCF Today. Это может иметь большие преимущества для поддержания прохлады в зданиях, тем самым требуя меньшего использования внутренних механизмов охлаждения.