Двое материаловедов из Университета Кобе, Фуджи Минору и Сугимото Хироши, открыли то, что они назвали "наносферами" – почти невидимые кристаллы кремния, которые отражают свет таким образом, что могут охватывать полный спектр ярких, устойчивых цветов. Эти частицы могут отражать свет благодаря чрезвычайно эффективному рассеиванию. Самое интересное, что краски на их основе нужно лишь 10 процентов от того количества, которого понадобилось бы в случае использования обычной краски, что означает уменьшение финальной массы готового и окрашенного изделия.

Смотрите также Ученые из Австралии создали огнестойкую батарею из цинка и воды

Детали

Как объясняют исследователи, один слой редко распределенных кремниевых наночастиц толщиной всего от 100 до 200 нанометров демонстрирует яркие цвета, но весит менее половины грамма на квадратный метр. Им не нужна такая большая плотность, как традиционным пигментам.

Такая экономия может иметь огромное влияние на такие факторы, как стоимость окрашенного самолета и объемы выбросов углекислого газа, ведь более легкий самолет использует меньше топлива. К тому же больший объем топлива означает более высокие затраты на один полет, что сказывается на стоимости билета для пассажиров.

Мы можем наносить его на покрытие, например, самолетов. Пигменты и покрытия на самолетах весят несколько сотен килограммов. Если мы используем нашу краску на основе наносферы, мы сможем уменьшить вес до менее чем 10%,
– объясняет Сугимото Хироши.

Открытие Минору и Хироши фокусируется на структурном, а не пигментном цвете, чтобы демонстрировать и поддерживать оттенки. Первый поглощает длины волн, одновременно отражая те, которые улавливает человеческий глаз. Структурные цвета интенсивные и яркие. Они возникают вследствие взаимодействия света с периодическими микро- и наноструктурами, которые создают цвет путем интерференции, когерентного рассеивания или дифракции.

Дополнительная "магия" этого изобретения заключается в постоянстве цвета. В то время как традиционные структурные цвета меняются в зависимости от угла зрения, эти кремниевые наносферы сохраняют одинаковый цвет под любым углом. К тому же они не выцветают со временем.