Бабочки уже не первый раз дарят идеи учёным и биоинженерам. В этот раз специалисты «подсмотрели» у них, как создать замену традиционным красителям. Традиционная краска получает цвет за счёт синтетических пигментов, которые не только не экологичны, но ещё и тускнеют со временем. Краска «от бабочек» и экологична, и может способствовать усилиям по энергосбережению, и тем самым помочь в сокращении выбросов парниковых газов.

Цвет – один из самых богатых источников сенсорной информации в повседневной жизни. На протяжении всей истории человечества увлечение цветом побуждало людей создавать всё более совершенные и эффективные пигменты; со временем синтетические почти вытеснили естественные красители. Химические красители производятся в огромных объёмах, большинство из них состоят из токсинов. Помимо же чисто декоративного применения, в последние десятилетия синтетические пигменты используются, в частности, в технологиях функциональных покрытий. Здесь основная цель – создание краски с высокой тепловой отдачей, позволяющей отражать большую часть световой энергии, не проникая в поверхность.

Исследователи из США сумели получить первые образцы вещества с невероятными свойствами (рабочее название – «плазмонная краска»). Идея позаимствована у бабочек, чьи легкие крылья обладают ярким окрасом за счёт цветообразующих наноструктур на их поверхности. Они ничем не окрашены, но сложная форма поверхности позволяет отражать свет так, что человек видит всё их многоцветие.

Для воспроизведения данного эффекта учёные изготовили крошечные чешуйки алюминия, на которые нанесли наночастицы из оксида того же алюминия. Полученный порошок заливают полимерной смолой и получается вещество для нанесения на поверхность. В зависимости от концентрации порошка и взаимного расположения частиц в смоле, можно добиваться отражения и поглощения волн света разной длины, что и создаёт разнообразные оттенки цвета.

Алюминий менее вреден, чем синтетические пигменты в красках. Плазмонная краска обладает огромной площадью отражения при минимальной толщине, поэтому для достижения нужной яркости цвета её достаточно наносить тончайшим слоем. Например, для покрытия Boeing 747 потребуется всего 1,4 кг ноу-хау, тогда как традиционной – 454 кг. Это официально делает новинку самой лёгкой краской в мире. А экономия в весе покрытия – вовсе не лишняя в авиации.

Если окрашенная поверхность не подвергается механическому воздействию, то нанопокрытие не будет деградировать (например, оно не выгорает на солнце). Кроме того, поскольку ноу-хау отражает инфракрасное тепловое излучение, то покрытая её поверхность холоднее на 14 −17°, чем покрытая обычной краской. Это могло бы стать решением для пассивного охлаждения едва ли не всей существующей в мире инфраструктуры, на которую сегодня тратится невероятное количество энергии.

Минус у плазмонной краски пока только один – она существенно дороже в производстве, чем краски из синтетических пигментов. Но эта проблема может быть решена при налаживании её массового выпуска.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances, сообщает издание Техкульт.