Блог

Aug 06, 2023

Бабочки вдохновляют рисовать без пигментов

Яркие цвета большинства красок обусловлены пигментами. Но со временем эти краски

Яркие цвета большинства красок обусловлены пигментами. Но со временем эти краски часто теряют свой цвет, а некоторые пигменты при определенных применениях могут быть токсичными. Теперь исследователи разработали метод создания цветов краски без использования каких-либо пигментов, и он основан на той же науке, которая придает крыльям бабочек яркие оттенки.

Синий цвет крыльев бабочки – это не синий пигмент, а отражения синего света. То же самое... [+] структурная краска, вдохновленная физикой. (Фото Питера Трэверса/Журнал Digital Camera/Будущее через Getty Images)

Если на объект падает свет, исходящий от солнца или от искусственного света, он имеет тенденцию поглощать часть света и отражать остальную его часть. Если весь свет поглощается, объект выглядит черным. Если все отражается, то оно белое (или цвет исходного источника света). Но когда мы видим объект в цвете, это часто означает, что были отражены только волны определенной длины. Каждый из пигментов в красках специально предназначен для улавливания только определенных длин волн, а оставшийся отраженный свет определяет цвета, которые вы видите. Именно так работает цвет, когда вы смотрите на свои стены, одежду, книги, растения или шерсть вашего питомца. Но есть и другой способ создания цвета.

Некоторые цвета в природе, например крылья бабочки, имеют разные цвета не только из-за света, который они поглощают, но главным образом потому, что они отражают волны определенной длины. Вместо пигментов цвет, который вы видите, обусловлен детальным расположением структурных особенностей крыльев.

Вдохновленная крыльями бабочки, исследовательская группа Дебашиса Чанды из Центра нанонаучных технологий Университета Центральной Флориды (UCF) разработала метод создания красок, которые также используют отражение света от небольших структур для создания цвета.

В отличие от обычных красок на пигментной основе, эти структурные краски не выгорают после слишком длительного воздействия солнечных лучей. «Нормальный цвет тускнеет, потому что пигмент теряет способность поглощать фотоны», — сказал Чанда UCF. «Здесь мы не ограничены этим явлением. Если мы нарисуем что-то структурным цветом, это должно сохраниться на века».

Еще одним преимуществом структурной краски является то, что она легкая, поэтому вам не понадобится столько краски, чтобы покрыть поверхность. Она также поглощает меньше тепла, чем обычная краска, а это означает, что она сохраняет поверхности прохладными и может использоваться для снижения затрат и энергии на кондиционирование воздуха летом.

Но чтобы проверить эти преимущества в более широком масштабе, краску придется создавать на более крупных объектах, чем университетская исследовательская лаборатория.

«На данный момент, если мы не пройдем процесс масштабирования, производство в академической лаборатории все еще будет дорогим». — говорит Чанда. Поэтому следующим шагом для него будет узнать больше об уникальных аспектах краски. «Нам нужно предложить что-то новое, например, нетоксичность, охлаждающий эффект, сверхлегкий вес, чего не могут сделать другие обычные краски».

Это не первый раз, когда исследователи разрабатывают краску, основанную на физике крыльев бабочки. В 2017 году компания Lexus выпустила аналогичный тип краски, Lexus Structural Blue. Однако автолюбители заметили, что с помощью этой необычной краски может быть сложно отремонтировать даже самую маленькую царапину, так что, возможно, это еще один момент, который следует учитывать при выборе любого нового типа структурных красок. также.