Двоє матеріалознавців з Університету Кобе, Фуджі Мінору та Сугімото Хіроші, відкрили те, що вони назвали "наносферами" – майже невидимі кристали кремнію, які відбивають світло таким чином, що можуть охоплювати повний спектр яскравих, стійких кольорів. Ці частинки можуть відбивати світло завдяки надзвичайно ефективному розсіюванню. Найцікавіше, що фарби на їх основі потрібно лише 10 відсотків від тієї кількості, якої знадобилося б у випадку використання звичайної фарби, що означає зменшення фінальної маси готового й пофарбованого виробу.

Дивіться також Науковці з Австралії створили вогнестійку батарею з цинку та води

Деталі

Як пояснюють дослідники, один шар рідко розподілених кремнієвих наночастинок товщиною лише від 100 до 200 нанометрів демонструє яскраві кольори, але важить менше половини грама на квадратний метр. Їм не потрібна така велика щільність, як традиційним пігментам.

Така економія може мати величезний вплив на такі фактори, як вартість пофарбованого літака та обсяги викидів вуглекислого газу, адже легший літак використовує менше палива. До того ж більший об'єм палива означає вищі витрати на один політ, що позначається на вартості квитка для пасажирів.

Ми можемо наносити його на покриття, наприклад, літаків. Пігменти та покриття на літаках важать кілька сотень кілограмів. Якщо ми використаємо нашу фарбу на основі наносфери, ми зможемо зменшити вагу до менш ніж 10%,
– пояснює Сугімото Хіроші.

Відкриття Мінору та Хіроші фокусується на структурному, а не пігментному кольорі, щоб демонструвати та підтримувати відтінки. Перший поглинає довжини хвиль, одночасно відбиваючи ті, які вловлює людське око. Структурні кольори інтенсивні та яскраві. Вони виникають внаслідок взаємодії світла з періодичними мікро- та наноструктурами, які створюють колір шляхом інтерференції, когерентного розсіювання або дифракції.

Додаткова "магія" цього винаходу полягає у постійності кольору. У той час як традиційні структурні кольори змінюються залежно від кута зору, ці кремнієві наносфери зберігають однаковий колір під будь-яким кутом. До того ж вони не вицвітають із часом.