Создана самая легкая и экономная краска в мире

Дата публикации: 04 апреля 2023

Команда ученых из Университета Центральной Флориды создала уникальную краску, которая не только является энергосберегающей, но и обладает способностью отталкивать тепло.

Краска доступна в любом цвете и может прослужить веками благодаря своей уникальной структуре. На сегодняшний день это самая легкая краска в мире.

Статья с результатами работы исследователей представлена на страницах издания Science Advances.

Цвет новой краски (ученые назвали ее плазмонной) создается структурно за счёт расположения наночастиц. Как считают специалисты, для того чтобы покрыть подобной краской Боинг 747 понадобится всего около 1,3 кг. Тогда как на покрытие лайнера обычной краски ушло бы не менее 500 кг.

Новая краска поглощает мало тепла. Поверхности под таким покрытием остаются на 13-16 ?C холоднее, чем, если бы они были покрыты обычной краской, пишет sciencealert.com.

Новинка создана в экспериментальной лаборатории и в ограниченных количествах, но ученые надеются, что в недалеком будущем сверхлегкое и экологичное покрытие будут производить в промышленных масштабах.

Новационная краска не наносит вреда окружающей среде, сохраняя при этом высокую эффективность в поддержании умеренной температуры поверхностей. Цвет - один из самых богатых источников сенсорной информации в повседневной жизни. На протяжении всей истории человечества увлечение цветом побуждало людей создавать все более совершенные и эффективные пигменты. От наскальных рисунков эпохи палеолита до разработки первых синтетических красителей в середине 19 века, поиск более чистых, устойчивых к выцветанию и экологически безопасных веществ остается очень активным. Хотя химические красители могут производиться в больших количествах, большинство из них состоят из токсичных материалов, которые трудно удалить при переработке и которые являются причиной загрязнения воды. Кроме того, будучи химически нестабильными, они со временем выцветают, и этот процесс ускоряется при высоких температурах или сильном воздействии света.

Инновационный краситель может войти в легкую промышленность и заменить традиционно покраску тканей, делая цвета более насыщенными, а ткань долговечной. Например при традиционном окрашивании денима, при производстве джинсовой ткани.

(Для окрашивания нитей, из которых ткут классический деним, чаще всего используется краситель индиго (indigo). Он бывает натуральным и синтетическим. Натуральный вариант индиго получают из растений indigofera tinctoria (индигофера красильная) и indigofera suffruticosa (индигофера полукустарниковая). Этот краситель использовали в текстильной промышленности ещё задолго до изобретения). Кстати: Настоящии Американские джинсы можно приобрести в магазине "Джинсы Америки.

 

Нижний-Новгород,  ул.Рождественская 46,   Магазин   "Джинсы Америки"

Цвет не только для людей - бабочки, птицы и цветы имеют необыкновенные, естественные цвета. Чандра поясняет в своем заявлении: "Структурный цвет служит основным механизмом генерации цвета у нескольких чрезвычайно ярких видов, где геометрическое расположение двух обычно бесцветных материалов создает все цвета". Основываясь на этих биоинспирациях, исследовательская группа Чандры разработала плазмонную краску (способность электронов на поверхности металла резонировать под воздействием частиц света - фотонов - и отражать эти частоты), которая использует наноразмерное структурное расположение бесцветных материалов - алюминия и оксида алюминия - вместо пигментов для получения цвета. Если пигментные красители управляют поглощением света на основе электронных свойств материала, и поэтому для каждого цвета требуется новая молекула, то структурные красители управляют тем, как свет отражается, рассеивается или поглощается, основываясь исключительно на геометрическом расположении наноструктур. В зависимости от их расположения компоненты материала имеют совершенно разные оттенки или даже являются бесцветными.
 

Чандра отмечает: "Обычный цвет выцветает, потому что пигмент теряет способность поглощать фотоны. Здесь мы не ограничены этим явлением. Как только мы покрасим что-то структурным цветом, он должен сохраниться на века". Эти структурные краски являются экологически чистыми, поскольку в них используются только металлы и оксиды, в отличие от современных красок на основе пигментов, которые производятся с помощью искусственно синтезированных молекул или тяжелых металлов, таких как кадмий и кобальт, говорят авторы. Кроме того, поскольку плазмонные краски отражают весь инфракрасный спектр, меньше тепла поглощается поверхностью, на которую они нанесены, которая остается на 1-3 °C холоднее, чем поверхность, покрытая обычной краской. Это значительное преимущество в условиях глобального потепления, говорит Чандра. Он добавляет: "Разница температур, которую обещает плазмонная краска, приведет к значительной экономии энергии. Использование меньшего количества электроэнергии для охлаждения также сократит выбросы углекислого газа, тем самым уменьшив глобальное потепление". 

Информационная служба Всероссийского портала  "Молодой специалист" msrabota.ru

Поделиться: