TechSpot bo kmalu praznoval svojo 25. obletnico. TechSpot pomeni tehnično analizo in nasvet, ki mu lahko zaupate.
ja! Znanost! Tradicionalna barva je narejena iz veziva, kot je olje, in pigmentov iz težkih kovin, kot so kobalt, oker in kadmij, ki naredijo modro, rdečo oziroma rumeno. Za barvanje umetnega sveta uporabljamo barve, v naravi pa bitja, kot so metulji in hrošči, prikazujejo živahne palete brez pigmenta – uporabljajo topografijo.
Vzemimo na primer pavje pero. Submikroskopski robovi in obrisi v pavjem perju odbijajo svetlobo in ustvarjajo prelivajoče se modre in zelene barve, ki jih vidimo. To naravno barvanje imenujemo strukturna barva.
Znanstveniki z Univerze v osrednji Floridi so razvili „prvo” barvo, ki posnema strukturno barvanje, ki ga vidimo v naravi. Debashis Chanda, soavtor študije „Ultralight plasmonic structural color paint,” in njegova ekipa so po naključju naleteli na odkritje.
Začetni cilj je bil izdelati dolgo neprekinjeno aluminijasto ogledalo z uporabo elektronskega uparjalnika. Vendar pa so po številnih neuspelih poskusih opazili, da se je aluminij zlepil in ustvaril mikroskopske „nanootoke”. Združevanje je preprečilo, da bi ogledalo razvilo visoko odbojno površino, ki je potrebna za ogledalo. Chanda je rekla: „Bilo je res nadležno.”
Vendar je opazil, da so se aluminijevi elektroni vznemirili, ko je svetloba iz okolja zadela nanodelce, kar je povzročilo njihovo nihanje. Poleg tega so elektroni resonirali z različnimi valovnimi dolžinami svetlobe, odvisno od velikosti nanodelcev. Bela svetloba, ki je zadela neravno površino, se je odbijala okoli njenih grebenov, preden se je končno odsevala kot ena barva.
„Samo s premikanjem dimenzije[s of the nanoparticles]dejansko lahko ustvarite vse barve,” je Chanda povedala za Wired.
Tako se je ekipa začela ukvarjati z ustvarjanjem različnih barv barve z gojenjem aluminijastih nanootočkov v dvostranskem ogledalu, nato pa je njihove liste posebej „raztopila” v prah konsistence sladkorja v prahu. Nato so mešali različne barvne materiale z vezivi, da so naredili barvo.
Chanda je dejal, da je zaradi njegove strukturne narave za barvanje površine potreben le zelo tanek nanos. Pravi, da lahko kapljica v velikosti rozine pobarva obe strani vrat. Ta lastnost ga naredi ultralahkega, kar bi lahko bilo izjemno koristno v letalski industriji.
Boeing 747 potrebuje približno 1000 funtov barve. Chanda ocenjuje, da bi potrebovali manj kot tri funte strukturne barve njegove ekipe, da bi prekrili curek, kar bi zmanjšalo več kot 997 funtov. Morda se ne zdi pomembno za plovilo, ki tehta malo manj kot milijon funtov. Vendar že samo majhen prihranek teže pomeni velike prihranke pri gorivu.
»Glede na to, da je že gorivo posamično največji strošek poslovanja [about 30 percent last year]so letalske družbe vedno zainteresirane za izboljšanje učinkovitosti porabe goriva,” je dejal tiskovni predstavnik Mednarodnega združenja letalskih prevoznikov.
Na primer, American Airlines je ocenil, da je prihranil 400.000 litrov goriva in 1,2 milijona dolarjev letno z odstranitvijo samo 67 funtov pilotskih priročnikov iz svojih letal. Podjetje trdi, da je leta 2021 prihranilo dodatnih 300.000 litrov s prehodom na svetlejšo barvo, ki je izgubila 62 funtov od svojih 737s.
Druga prednost te vrste barve je njena obstojnost. Letalske družbe prebarvajo svoja letala do štirikrat na leto zaradi oksidacijskih učinkov sonca. Strukturne barve na soncu ne zbledijo, kar pomeni, da je prebarvanje potrebno le, ko želite spremeniti barve.
Še zadnja lastnost barve pomaga ohranjati stvari hladnejše. Večina letal je belih, da odbijajo čim več svetlobe. Absorbirano infrardeče sevanje se ujame, zaradi česar je notranjost toplejša.
Preliminarni testi kažejo, da barvilo ekipe ohranja temperaturo površine za 20-30 stopinj Fahrenheita nižjo od tradicionalne barve, ne glede na barvo. Idealen je za barvanje letal, avtomobilov, hiš in drugih zgradb. Če lahko zniža notranjo temperaturo celo za 15 stopinj, prihrani ogromne količine energije, porabljene za klimatsko napravo.
Edina težava, s katero se zdaj soočajo raziskovalci, je razširljivost. Imajo opremo za izdelavo majhnih vial, vendar bi morali proizvesti veliko več, da bi realno tržili. Laboratorij išče komercialne partnerje, ki bi pomagali pripeljati barvo na trg.
Avtor slike: United Soybean Board