Вдохновленная бабочками "плазмонная краска" может стать блестящей для энергоэффективных зданий

Больше интересного -> 9111.ru/id-news_tech

Внешняя окраска здания часто является основным фактором, определяющим сохранение тепла или прохлады внутри помещения, и много работы уходит на разработку новых составов для улучшения изоляции. К сожалению, летучие органические соединения, содержащиеся в современных синтетических красках, оказывают вредное воздействие как на окружающую среду, так и на человека. Вдобавок ко всему, на кондиционирование воздуха по-прежнему приходится более 10 процентов всего потребления электроэнергии в США. К счастью, у нас есть бабочки и кальмары.

Эти и другие виды вдохновили исследователя из Технологического центра нанонауки Университета Центральной Флориды на создание ультралегкой и экологически безопасной "плазмонной краски". Уникальная краска использует наноразмерные структурные структуры алюминия и оксида алюминия вместо традиционных пигментов для получения оттенков. Как подробно описано в статье Депашиса Чанды, опубликованной в журнале Science Advances, традиционные пигментные краски для определения цвета опираются на свойства поглощения света их молекулами. Плазмонная краска Чанды, напротив, использует отражение, поглощение и рассеивание света на основе геометрического расположения наноструктур для создания визуальной палитры.

"Диапазон цветов и оттенков в мире природы поразителен - от красочных цветов, птиц и бабочек до подводных существ, таких как рыбы и головоногие моллюски", - сказал Чанда в своем заявлении в среду. Далее Чанда пояснил, что структурный цвет этих примеров служит механизмом изменения оттенка, поскольку два бесцветных материала соединяются для получения цвета.

По сравнению с традиционной доступной краской, плазмонная версия Чанда является одновременно значительно более долговечной, экологичной и эффективной. Обычные краски выцветают, поскольку их пигменты теряют способность поглощать электроны света, но наноструктурные свойства плазмоники гарантируют, что цвет может оставаться таким же ярким, как в день нанесения, "на протяжении веков", утверждает Чанда.

Слой плазмонной краски может достичь полного окрашивания при толщине всего 150 нанометров, что делает ее, возможно, самой легкой краской в мире и позволяет использовать для проектов в разы меньше краски. Чанда подсчитал, что всего три фунта плазмонной краски могут покрыть всю внешнюю поверхность самолета Boeing 747 - работа, для которой обычно требуется около 1000 фунтов синтетической краски.

И еще - экономия энергии. Плазмонная краска отражает весь инфракрасный спектр, тем самым поглощая гораздо меньше тепла. Во время испытаний поверхность, покрытая новым веществом, обычно оставалась на 25-30 градусов холоднее, чем поверхность, окрашенная обычными коммерческими красками. Это может сэкономить потребителям кучу денег, не говоря уже о значительном сокращении энергии, необходимой для работы систем кондиционирования воздуха.

По словам Чанды, для повышения коммерческой жизнеспособности плазмоники, а также для расширения производственных возможностей, чтобы сделать ее реальной заменой синтетической краске, все еще необходимы тонкие настройки. Тем не менее, природные источники вдохновения, такие как бабочки, могут стать тем, что в конечном итоге поможет сохранить их красоту на века вперед.

"В детстве я всегда хотела построить бабочку", - говорит Чанда. "Цвет привлекает мой интерес".