Традиционная краска получает цвет за счет синтетических пигментов, которые со временем тускнеют и не очень экологичны. Однако вскоре может появиться лучшая альтернатива в виде краски, которая включает в себя цветообразующие наноструктуры.
Ранее мы слышали о технологиях, которые имитируют то, как крылья некоторых бабочек отображают такие яркие цвета. В этих крыльях отсутствуют натуральные пигменты для наноразмерных структур, которые отражают/рассеивают и поглощают окружающий белый свет таким образом, что это воспринимается как цвета, такие как ярко-красный, синий или зеленый.
Во главе с профессором Дебашисом Чандой ученые из Университета Центральной Флориды воспроизвели это явление в экспериментальной «плазмонной краске».
Наряду с коммерческой связующей жидкостью (полимерной смолой и изопропиловым спиртом) она включает крошечные зеркало-подобные чешуйки алюминия, покрытые еще более мелкими частицами оксида алюминия. В зависимости от размера и расстояния между этими наночастицами чешуйки кажутся голубыми, пурпурными или желтыми. Различные оттенки краски могут быть получены путем смешивания различных основных цветов чешуек в различных соотношениях.
По словам Чанды, алюминий, используемый в краске, намного менее вреден для окружающей среды, чем синтетические пигменты, которые в настоящее время используются в обычной краске. Кроме того, в то время как эти пигменты постепенно теряют свою способность поглощать фотоны с годами, что приводит к более тусклому внешнему виду, наноструктурированные чешуйки должны бесконечно давать одни и те же яркие цвета.
Более того, благодаря большому соотношению площади к толщине, для эффективного покрытия поверхности требуется очень мало плазмонной краски. Например, исследователи заявляют, что для покрытия реактивного самолета 747 потребуется всего около 1,4 кг краски, тогда как для выполнения той же работы потребуется более 454 кг обычной краски. Это официально делает плазмонную краску самой легкой краской в мире.
Наконец, поскольку краска отражает весь спектр инфракрасного света, она поглощает очень мало тепла. В результате, как сообщается, нижележащие поверхности остаются на 14 - 17 °C холоднее, чем если бы они были покрыты традиционной краской того же цвета.
«Более 10% всей электроэнергии в США идет на использование кондиционерами», — сказал Чанда. «Разница температур, которую обещает плазмонная краска, приведет к значительной экономии энергии. Использование меньшего количества электроэнергии для охлаждения также сократит выбросы углекислого газа, уменьшив глобальное потепление».
Лабораторная плазмонная краска в настоящее время обходится дороже, чем пигментированная краска массового производства. Есть надежда, что это изменится, как только технология будет масштабирована до уровня коммерческого производства.
Исследование описано в статье, недавно опубликованной в журнале Science Advances.
Источник: University of Central Florida.
