Дослідники з Університету Центральної Флориди «підглянули» у метеликів, як створити екологічно чисту багатобарвну заміну традиційним барвникам. Нова «фарба» може сприяти енергозбереженню та зменшенню глобального потепління.
Крила метеликів красиві та багатобарвні, чому? Вчені вирішили скористатися «ідеями» Природи для розробки структурних кольорів.
«Різноманітність фарб і відтінків у природі вражає — від яскравих квітів, птахів та метеликів до риб та головоногих молюсків, – каже провідний автор роботи доктор Чанда. – Основним механізмом генерації кольору у кількох надзвичайно яскравих видів є так званий структурний колір. І тут геометричне розташування зазвичай двох безбарвних матеріалів дає всі відтінки».
Ґрунтуючись на таку біоаналогію, дослідницька група Чанди розробила плазмову фарбу, в якій для створення кольору використовується нанорозмірне структурне розташування безбарвних матеріалів – алюмінію та оксиду алюмінію. Якщо пігментні барвники контролюють поглинання світла за рахунок електронних властивостей молекул пігменту, і, отже, кожен такий колір потребує нової молекули, структурні барвники контролюють, як світло відбивається, розсіюється і поглинається виключно за рахунок геометричного розташування наноструктур.
В таких структурних кольорах використовуються лише метали та оксиди, на відміну від промислових фарб на основі пігментів, у яких використовуються штучно синтезовані молекули. Дослідники об’єднали свої структурні кольорові «пластівці» з комерційним наповнювачем та отримали стійкі фарби всіх кольорів.
Scientific Advances
«Нормальний колір тьмяніє, тому що пігмент втрачає здатність поглинати фотони, – каже Чанда. – Але коли фарбуємо щось структурним кольором, він має залишатися на віки». І оскільки така структурна фарба відображає інфрачервоне теплове випромінювання, в результаті вкрита цією фарбою поверхня буде холодніша на 10-15 градусів за Цельсієм, ніж вкрита стандартною комерційною фарбою.
«Понад 10% всієї електроенергії в США витрачають на кондиціонери, – говорить Чанда. – Різниця температур, яку обіцяє плазмова фарба, спричинить значну економію енергії». Джерело