Технология структурной окраски на кремниевых наносферах позволяет наносить яркие покрытия в один слой. Рассмотрим, как это функционирует и где планируется применение данной разработки.
Ученые из Университета Кобе создали технологию для изготовления ярких цветных покрытий, которые не теряют свою насыщенность со временем и при этом практически не тяжелые. В отличие от стандартных красок, новый материал базируется на кремниевых наносферах, что открывает возможности для создания легких самолетов и экологически безопасных промышленных красителей, сообщает Phys.org.
Традиционные краски зависят от пигментов, которые со временем подвергаются разрушению под воздействием ультрафиолетовых лучей и требуют нанесения толстых слоев, что приводит к увеличению веса конструкции. Структурная окраска, аналогичная той, что наблюдается у павлинов, не теряет цвет, но требует идеального выравнивания чешуек и меняет оттенок в зависимости от угла обзора, что делает её непригодной для ряда промышленных применений.
Новая технология применяет кремниевые наносферы — микроскопические частицы, которые помещаются в специальные кремнеземные оболочки. Это позволяет частицам формироваться в аккуратные массивы, отражающие свет нужным образом. Такая структура не только придает покрытию блеск, но и защищает его, а также исключает зависимость цвета от угла зрения.
Исследователи продемонстрировали возможности технологии на трехмерных поверхностях. Покрытие наносится в один слой, но обладает хорошей непрозрачностью и яркостью. По оценкам разработчиков, применение этой технологии на широкофюзеляжных пассажирских самолетах позволит уменьшить вес лакокрасочного покрытия с нескольких сотен килограммов до веса одной упаковки молока, то есть до нескольких сотен граммов.
Материалы, используемые для создания наносфер — кремний и диоксид кремния — являются нетоксичными и широко распространенными. Это делает процесс производства экологически чистым и потенциально более экономичным по сравнению с существующими методами.
Руководитель исследования Хироши Сугимото уже занимается созданием компании для промышленного масштабирования производства. Технология совместима с современными методами распыления и рулонной обработки. Однако разработчики стремятся к более широкому применению, чем просто окрашивание поверхностей. «Мы хотим расширить возможные области применения науки за пределы окрашивания. В будущем мы нацелены на разработку многофункциональных покрытий, которые объединяют структурную окраску с сенсорикой, фотокатализом и управлением энергией», — говорит Сугимото.
На данный момент команда работает над созданием покрытий для авиационной отрасли и планирует использовать новую технологию для отделки сложных 3D-объектов, требующих долговечного блеска без потери защитных свойств.
Фото: hi-tech.mail.ru