När du hör orden "hållbar färg" kanske du tänker på en utan VOC, men det finns en ny beläggning i stan som lovar att bli ännu mer miljövänlig. Liksom många fantastiska innovationer upptäcktes denna nya färg av en slump. Det var ett misslyckande att skapa spegel som strukturellt efterliknar naturligt förekommande färger som finns på djur. Forskarna som skapade den säger att den är lättare och håller längre än traditionell färg, och den har en kylande effekt.
Det finns uppenbarligen många möjliga tillämpningar för en sådan produkt, som skaparna kallar ultralätt plasmonisk strukturfärgsfärg, oavsett om du förstår hur det fungerar eller inte. Men låt oss försöka kasta lite ljus över denna nya utveckling.
Innehåll
Innan du dyker in i plasmonisk färg kan det hjälpa att se över hur vanlig färg fungerar och har fungerat i årtusenden.
För att göra färg blandas pigment som mineraler, metaller eller kemikalier med vätska, vanligtvis olja. Det är pigmenten som ger färgen dess färg, och de fungerar genom att absorbera vissa ljusvåglängder och reflektera andra. Det som reflekteras är vad vi ser som färg.
Problemet med denna beprövade metod för att tillverka färg är att den kan tillverkas med giftiga kemikalier, är kemiskt instabil och kan blekna övertid. Det fångar också värme. Inte ens vit färg reflekterar solljus fullt ut.
Ett team av forskare vid University of Central Florida (UCF) arbetade med att göra en aluminiumspegel och märkte frustrerande "klumpar av aluminiumatomer små nog för att vara osynliga men ändå stora nog att störa spegelns glans", enligt Wired.
Även om det var dåliga nyheter för deras spegelprojekt, insåg de att de små atomerna svängde i vitt ljus och reflekterade ljus. Storleken på atomerna avgjorde vilken färg de reflekterade.
Det innebar att forskarna kunde generera olika färger helt enkelt genom att använda olika storlekar av aluminiumpartiklar. När partiklarna fästs i spegeln och omvandlas till färgflingor, kan de blandas med vätska för att skapa färg.
Denna typ av färgproduktion kallas "strukturell", och det är det sätt som många arter producerar sin färg, enligt forskaren Debashis Chanda, professor vid UCF:s NanoScience Technology Center.
"Utbudet av färger och nyanser i den naturliga världen [är] häpnadsväckande - från färgglada blommor, fåglar och fjärilar till undervattensvarelser som fiskar och bläckfiskar," sade Chanda i tidskriften UCF Today. "Strukturell färg fungerar som den primära färggenererande mekanismen i flera extremt levande arter där geometriska arrangemang av typiskt två färglösa material producerar alla färger. Å andra sidan, med konstgjorda pigment, behövs nya molekyler för varje närvarande färg."
"Men naturen har ett helt annat sätt att skapa färg än vad vi gör," sa Chanda. Färgerna som visas av till exempel fjärilar är skapade av naturen utan pigment. Ytorna på fjärilsvingarna diffrakterar ljuset för att skapa en strukturell färg som är pigmentfri och som håller längre.
I den nya färgen är de färglösa materialen aluminium och aluminiumoxid.
Det är allt coolt, men hur överträffar strukturfärg pigmentfärg? Enligt forskarna är fördelarna betydande.
Eftersom det styr hur ljuset "reflekteras eller sprids" istället för att absorbera det, är strukturfärgen mer stabil över tiden, vilket innebär att färgerna inte bleknar. Det betyder att det inte finns något behov av att måla om en yta med några års mellanrum. En annan miljöfördel är att dessa nya färger skulle tillverkas med endast metaller och oxider snarare än konstgjorda pigment och kemikalier.
Mest spännande, tack vare sin struktur, är plasmonisk färg lättare på två sätt.
För det första reflekterar den ljus och absorberar mindre värme, vilket håller ytan 25 till 30 grader Fahrenheit (minus 3,8 till minus 1,1 grader Celsius) svalare än en yta målad med vanlig kommersiell färg, enligt UCF Today. Detta kan ha stora fördelar för att hålla byggnader svalare, vilket kräver mindre användning av inomhuskylningsmekanismer.
För det andra väger färgen mycket mindre än traditionell färg. Faktum är att "den strukturella färgen ger 100 procent reflektion med bara ett enda ultratunt lager av pigment", noterade forskarna. Vikten av färg kanske inte verkar vara ett stort problem, men det är det om du är ett flygplan. Enligt ScienceAlert skulle det vara en skillnad på cirka 1 000 pund (454 kg) på en Boeing 747, vilket skulle resultera i enorma besparingar i användningen och kostnaden för bränsle på varje flygning.
Nu är det intressantForskare har utvecklat färger med konstruerade strukturer tidigare; Men de har inte kunnat konsekvent visa en specifik färg, och deras tillverkningsteknik har gjort dem för dyra för kommersiell lönsamhet, enligt forskarna.
