😥 Проблема: в текстильной, косметической и пищевой промышленности используют много красителей. Цвета зависят от пигментов — не всегда стабильных и часто быстро выцветающих, особенно под воздействием тепла и света. Большинство пигментов и красителей состоят из токсичных материалов, которые трудно удалить в процессе переработки. После утилизации эти вещества загрязняют окружающую среду, в первую очередь воду.
😎 Решение: экологически чистые пигменты, цвет которых зависит от структурного расположения алюминия и оксида алюминия в смеси.
🤔 Как работает: принцип основан на том, как окрашиваются крылья бабочки. Специфическое геометрическое расположение обычно двух бесцветных материалов даёт все цвета. Бесцветные алюминий и оксид алюминия в краске отражают весь инфракрасный спектр в зависимости от структуры.
При изготовлении структуры алюминиевые наноостровки собираются в специальном электронно-лучевом испарителе поверх алюминиевого зеркала. Затем с помощью резонатора спектрально настраивают оптический отклик структуры — какой цвет она будет излучать. Готовую структуру можно смешать с коммерческой краской и получить смесь нужного цвета или оттенка.
Такой краски нужно совсем немного: поверхность можно полностью окрасить, нанеся слой толщиной всего 150 нанометров, то есть 0,00015 миллиметра. На один квадратный метр нужно всего 0,4 грамма смеси. Краска настолько лёгкая, что для покрытия ею Боинга-747 достаточно менее 1,5 килограмма материала. Обычной краски для той же цели требуется 454 килограмма.
Новая краска не выцветает, мало расходуется и поглощает меньше тепла, чем обычная. Поверхность с ней остаётся на 1–3 °С холоднее, чем с обычной. На первый взгляд, это немного, но в долгосрочной перспективе экономит много электроэнергии на охлаждение.
🤨 И что? Если в производстве краски перестанут использовать искусственные токсичные пигменты, будет меньше вреда для экологии. Можно будет экономить на материалах и перекрашивании, ведь новая краска не выцветает. Остаётся непонятным, насколько хорошо будут видны неровности поверхности с таким тонким покрытием.
🧑💻 Кто: исследователи Университета Центральной Флориды, США, и Национального института астрофизики, оптики и электроники, Мексика.
Источники: eurekalert.org и science.org
