Vopseaua care economisește energie a fost inspirată de fluturi

Cercetătorul Debashis Chanda, profesor la NanoScience Technology Center din cadrul University of Central Florida (SUA), s-a inspirat de la fluturi pentru a crea prima alternativă ecologică, la scară largă și multicoloră la coloranții pe bază de pigment, care poate contribui la eforturile de economisire a energiei și poate ajuta la reducerea încălzirii globale. Iată vopseaua care economisește energie!

Dezvoltarea a fost publicată în Science Advances.

• România are una dintre cele mai ridicate rate ale inflației din Uniunea Europeană
• Unde se află cea mai veche clădire de gară din lume?

„Gama de culori și nuanțe din lumea naturală este uimitoare: de la flori colorate, păsări și fluturi până la creaturi subacvatice precum peștii și cefalopodele”, spune Chanda.

Vopseaua care economisește energie este foarte diferită de cea obișnuită

„Culoarea structurală servește ca mecanism primar de generare a culorii în mai multe specii extrem de viu-colorate, unde aranjarea geometrică a două materiale incolore produce toate culorile. Pe de altă parte, cu pigmentul artificial, sunt necesare noi molecule pentru fiecare culoare prezentă”, explică cercetătorul.

Pe baza unor astfel de bio-inspirații, grupul de cercetare al lui Chanda a inovat vopseaua care economisește energie, sau plasmonică, care utilizează aranjamente structurale la scară nanometrică de materiale incolore (aluminiu și oxid de aluminiu) în loc de pigmenți pentru a crea culori.

În timp ce coloranții pe bază de pigment controlează absorbția luminii pe baza proprietății electronice a materialului pigmentar și, prin urmare, fiecare culoare are nevoie de o nouă moleculă, coloranții structurali controlează modul în care lumina este reflectată, împrăștiată sau absorbită pe baza pur și simplu a aranjamentului geometric al nanostructurilor.

Astfel de culori structurale sunt prietenoase cu mediul, deoarece folosesc doar metale și oxizi, spre deosebire de culorile actuale pe bază de pigment care folosesc molecule sintetizate artificial, scrie Phys.org.

Noua vopsea nu se decolorează niciodată

Cercetătorii au combinat fulgii lor de culoare structurală cu un liant comercial pentru a forma vopsele de lungă durată de toate culorile.

„Culoarea normală se estompează deoarece pigmentul își pierde capacitatea de a absorbi fotoni. Aici nu suntem limitați de acest fenomen. Odată ce vopsim ceva cu o culoare structurală, culoarea ar trebui să rămână timp de secole”, spune Chanda.

În plus, deoarece vopseaua plasmonică reflectă întregul spectru infraroșu, mai puțină căldură este absorbită de vopsea, rezultând că suprafața de dedesubt rămâne mai rece decât dacă ar fi acoperită cu vopsea comercială standard, spune cercetătorul.

„Peste 10% din electricitatea totală din SUA este destinată utilizării aparatelor de aer condiționat. Diferența de temperatură promisă de vopseaua plasmonică ar duce la economii semnificative de energie. Folosirea a mai puțină energie electrică pentru răcire ar reduce, de asemenea, emisiile de dioxid de carbon, diminuând încălzirea globală”, spune Chanda.

Doar 1 kg din vopseaua care economisește energie ar putea acoperi un avion

Vopseaua plasmonică este, de asemenea, extrem de ușoară, spune cercetătorul.

Acest lucru se datorează raportului mare suprafață-grosime al vopselei, cu o colorare completă obținută la o grosime a vopselei de numai 150 de nanometri, ceea ce o face cea mai ușoară vopsea din lume, spune Chanda.

Vopseaua este atât de ușoară încât doar aproximativ 1,3 kilograme de vopsea plasmonică ar putea acoperi un Boeing 747, care în mod normal necesită mai mult de 450 de kg de vopsea convențională, spune el.

O vopsea inspirată de fluturi

Chanda spune că interesul său pentru culoarea structurală provine din culorile vii ale fluturilor. În copilărie, mi-am dorit întotdeauna să construiesc un fluture. Culoarea îmi atrage interesul”, spune el.

Chanda spune că următorii pași ai proiectului includ explorarea în continuare a aspectelor de economisire a energiei ale vopselei pentru a îmbunătăți viabilitatea acesteia ca vopsea comercială.

„Vopseaua convențională cu pigment este făcută în unități mari, unde se pot produce sute de litri. În acest moment, dacă nu trecem prin procesul de extindere, încă este scump să produci într-un laborator academic”, spune el.

„Trebuie să venim cu ceva diferit, cum ar fi non-toxicitate, efect de răcire, greutate ultrauşoară, ceea ce alte vopsele convenţionale nu au”, spune Chanda.

Vă recomandăm să citiți și:

Superaliajul care reduce emisiile de carbon ale centralelor electrice

Prețurile mari ale medicamentelor nu sunt justificate de cheltuielile de cercetare, spun experții

O stație spațială exclusiv privată este în curs de construire în Italia

Colierul inteligent care te scapă de fumat