Краска может показаться несущественным компонентом при создании таких крупных машин, как самолеты, но ее масса может сильно сказываться на общем весе. Теперь появился новый легкий материал, который мог бы стать достойной заменой: два материаловеда из Университета Кобе, Фудзии Минору и Сугимото Хироси, открыли новый тип наносфер — микроскопических кремниевых кристаллов. Частицы способны отражать свет благодаря очень большому и эффективному рассеиванию, что подробно описано в статье в журнале ACS Applied Nano Matter. В итоге, покрытие поверхности ярким цветом обходится всего в 10% дополнительного веса по сравнению с обычной краской, сообщает.
Такое снижение веса может оказать колоссальное влияние на такие факторы, как затраты на топливо и выбросы углекислого газа. Проще говоря, чем тяжелее самолет, тем больше топлива ему нужно, а значит напрямую растут расходы авиакомпаний (и, соответственно, стоимость билетов), а также количество сжигаемого топлива и выбросов CO2 в атмосферу.
Открытие Минору и Хироси связано со структурным, а не пигментным цветом для создания и сохранения оттенков. Пигменты поглощают определенные длины волн, отражая те, которые воспринимает человеческий глаз. Структурные же цвета возникают благодаря взаимодействию света с микро- и наноструктурами, вызывающими цвет за счет интерференции, когерентного рассеяния или дифракции. Подобно тому, как меняется цвет крыльев некоторых бабочек или пластины жуков.
Работа команды основывается на предыдущих исследованиях, в которых им удавалось выращивать нанокристаллы заданного размера. Затем последовало создание коллоидной суспензии, которая удерживает кремниевые наночастицы в смеси с жидкой основой, не давая им оседать. В настоящее время цвет наносферной краски меняется при изменении размеров нанокристаллов. Более крупные частицы создают теплые тона вроде красного, а меньшие — холодные, как голубой. При этом оттенки должны оставаться неизменными при любом угле обзора.
