Farba plazmoniczna. Tak lekka, że wystarczy kilogram do pomalowania Boeinga
Naukowcy stworzyli w laboratorium farbę plazmoniczną, która nie tylko jest najlżejszą na świecie, ale również najbardziej wydajną. Zainspirowana skrzydłami motyla, nie wykorzystuje sztucznych pigmentów, lecz tworzy kolor strukturalnie.
W „Science Advances” opublikowane zostały badania dotyczące powstania nowej superfarby. Jest nie tylko najlżejszą farbą na świecie, ale również wyjątkowo odporną. Co więcej, chroni powierzchnie przed ciepłem, odpychając promieniowanie. Jej powstanie zainspirowane zostało skrzydłami motyla, ponieważ w przeciwieństwie do tradycyjnej farby, nie wykorzystuje sztucznych pigmentów do uzyskania kolorów.
Innowacyjna farba plazmoniczna
Farba plazmoniczna, jak ją nazwali naukowcy, tworzy kolory strukturalnie, poprzez rozmieszczenie nanocząsteczek. Obliczenia co do jej wydajności sugerują, że w teorii do pokrycia Boeinga 747 wystarczy tylko 1.4 kilograma tej farby. Dla porównania, konwencjonalnej farby potrzeba aż 454 kilogramów na pokrycie tej samej powierzchni. Co za tym idzie, może to wpłynąć na ograniczenie gazów cieplarnianych wytwarzanych podczas lotu.
Kolejną zaletą farby plazmonicznej jest fakt, że pomaga w utrzymaniu niższej temperatury na powierzchniach nią pokrytych. Dzieje się tak za sprawą tego, że odbija ona całe spektrum podczerwieni, co sprawia, że pochłaniane jest mniej ciepła. Według szacunków naukowców, powierzchnie pokryte warstwą tej farby są o 13 do 16 stopni Celsjusza chłodniejsze od tych pokrytych zwykłą farbą.
Różnica temperatur, którą obiecuje farba plazmoniczna, doprowadziłaby do znacznych oszczędności energii. Zużycie mniejszej ilości energii elektrycznej do chłodzenia zmniejszyłoby również emisje dwutlenku węgla, zmniejszając globalne ocieplenie.
Jak powstaje kolor farby plazmonicznej
Naukowcy zainspirowali się procesami, które odpowiadają za bogate ubarwienie skrzydeł motyli. Wykorzystane zostały nanocząsteczki dwóch bezbarwnych materiałów – aluminium i tlenku glinu. Manewrując nimi na różne sposoby na powierzchni lustra z oksydowanego aluminium, możemy kontrolować rozproszenie, odbicie lub pochłanianie światła.
To dzięki takiemu rozwiązaniu i zrezygnowaniu z tradycyjnie stosowanych pigmentów, farba jest tak zdumiewająco lekka. A przy grubości minimalnej 150 nanometrów, w pełni pokrywa daną powierzchnię kolorem.
Kolor strukturalny służy jako podstawowy mechanizm generowania koloru u kilku niezwykle żywych gatunków, gdzie geometryczny układ typowo dwóch bezbarwnych materiałów daje wszystkie kolory. Z drugiej strony w przypadku pigmentu (wytworzonego przez człowieka) potrzebne są nowe cząsteczki dla każdego obecnego koloru.
Naukowcy manipulują cząsteczkami aluminium za pomocą parownika z wiązką elektronów. Kontrolowane parowanie skutkuje samoorganizacją cząstek aluminium, a w konsekwencji zbijaniem się ich w grudki. Dostosowując określoną temperaturę i ciśnienie parownika, można utworzyć określone struktury, które będą odbijały światło, tworząc różne kolory.
A dzięki temu, że nie zastosowano w niej sztucznych pigmenów, jej kolor powinien przetrwać naprawdę długo. Konwencjonalne farby blakną, ponieważ z czasem pigmenty tracą zdolność pochłaniania fotonów. Ten problem nie dotyczy farby plazmonicznej. Jednak jest ona dalej w fazie testów, a jej produkcja jest na tyle drogo, że nie prędko doczekamy się jej na rynku ogólnym.
Polecamy na Antyweb | Nie wchodziłem na Facebooka od miesięcy. Serwis w sumie mógłby dla mnie nie istnieć
