Επιστήμονες δημιούργησαν την ελαφρύτερη βαφή του κόσμου, βασισμένη στις πεταλούδες

Επιστήμονες δημιούργησαν την ελαφρύτερη βαφή του κόσμου, η οποία έρχεται σε οποιοδήποτε χρώμα, απωθεί τη θερμότητα και μπορεί να διατηρηθεί για αιώνες. Μάλιστα, υπολογίζουν πως μόλις 1.4 κιλά είναι αρκετά για να βάψουν ένα ολόκληρο Boeing 747, μία εργασία που απαιτεί περίπου μισό τόνο συμβατικής μπογιάς.

Οι επιστήμονες εμπνεύστηκαν από τα φτερά των πεταλούδων, των οποίων το χρώμα δεν προέρχεται από χρωστική ουσία, αλλά δημιουργείται δομικά μέσω της κατανομής νανοσωματιδίων. Η ομάδα την αποκαλεί “πλασμονική βαφή”.

Η πλασμονική βαφή απωθεί τη θερμότητα αντανακλώντας την υπέρυθρη ακτινοβολία, με αποτέλεσμα το αντικείμενο να απορροφά λιγότερη θερμότητα. Η επιφάνειες κάτω από τη βαφή μπορούν να παραμείνουν 13-16 βαθμούς Κελσίου ψυχρότερες από ότι αν είχαν καλυφθεί με συμβατική βαφή.

Πάνω από το 10% του συνολικού ηλεκτρισμού που καταναλώνεται στις ΗΠΑ είναι για τη χρήση κλιματισμού. Η διαφορά θερμοκρασίας που υπόσχεται η πλασμονική βαφή θα οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Χρησιμοποιώντας λιγότερο ηλεκτρισμό για ψύξη, θα μειώσουμε και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, ελαττώνοντας την παγκόσμια υπερθέρμανση.

Οι σημερινές βαφές με χρωστικές ουσίες χρειάζονται συγκεκριμένα μόρια για να δείξουν ένα χρώμα. Οι ηλεκτρονικές ιδιότητες κάθε μορίου ελέγχουν πόσο φως απορροφάται και επομένως πιο χρώμα έχει η βαφή. Αυτό σημαίνει πως χρειάζεται μία νέα χρωστική ουσία για κάθε νέο χρώμα βαφής.

Αντιθέτως, η πλασμονική βαφή χρησιμοποιεί τα νανοσωματίδια δύο άχρωμων υλικών, του αλουμινίου και του οξείδιου του αλουμινίου. Κατανέμοντάς τα με διαφορετικούς τρόπους πάνω σε έναν καθρέπτη επικαλυμμένου με οξείδιο αλουμινίου, μπορεί να ελέγξει τον τρόπο που το φως διαχέεται, αντανακλάται ή απορροφάται. Παρόμοια δηλαδή με τον τρόπο που μας δίνουν οι πεταλούδες τα πολύχρωμα φτερά τους.

Η βαφή είναι τόσο ελαφριά επειδή έχει πάχος μόλις 150 νανόμετρα, ενώ μπορεί να διαρκέσει αιώνες αναλλοίωτη.

Οι κανονικές βαφές αλλοιώνονται επειδή η χρωστική ουσία χάνει την ικανότητά της να απορροφά φωτόνια. Εδώ, δεν περιοριζόμαστε από αυτό το φαινόμενο. Μόλις βάψουμε κάτι με πλασμονική βαφή, θα μείνει έτσι για αιώνες.

Ωστόσο μην περιμένετε να δείτε την πλασμονική βαφή σύντομα στο εμπόριο.

Η συμβατική χρωστική βαφή κατασκευάζεται σε τεράστιες εγκαταστάσεις που μπορούν να παράγουν εκατοντάδες γαλόνια χρώματος. Αυτή τη στιγμή για την πλασμονική βαφή, είναι ακόμα πολύ ακριβή η παραγωγή της στο εργαστήριο.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Science Advances.