Sommerfugle inspirerer skabelsen af ​​den letteste maling i verden

Selvom det var dårlige nyheder for deres spejlprojekt, indså de, at de små atomer svingede i hvidt lys og reflekterede lys. Størrelsen på atomerne afgjorde, hvilken farve de reflekterede.

Det betød, at forskerne kunne generere forskellige farver blot ved at bruge forskellige størrelser af aluminiumspartikler. Når partiklerne er fastgjort til spejlet og omdannet til farveflager, kan de blandes med væske for at skabe maling.

Denne type farveproduktion kaldes "strukturel", og det er den måde, mange arter producerer deres farve på, ifølge forsker Debashis Chanda, professor i UCF's NanoScience Technology Center.

"Udvalget af farver og nuancer i den naturlige verden [er] forbløffende - fra farverige blomster, fugle og sommerfugle til undervandsvæsner som fisk og blæksprutter," sagde Chanda i tidsskriftet UCF Today. "Strukturel farve tjener som den primære farvegenererende mekanisme i flere ekstremt levende arter, hvor geometrisk arrangement af typisk to farveløse materialer producerer alle farver. På den anden side, med menneskeskabt pigment, er der behov for nye molekyler for hver farve, der er til stede."

"Men naturen har en meget anden måde at skabe farver på, end vi gør," sagde Chanda. De farver, som sommerfugle viser, for eksempel, er skabt af naturen uden pigment. Overfladerne på sommerfuglevingerne diffrakterer lyset for at skabe en strukturel farve, der er pigmentfri, og som holder længere.

I den nye maling er de farveløse materialer aluminium og aluminiumoxid.

Hvordan strukturmaling er bedre end pigment

Det er alt sammen fedt, men hvordan overgår strukturmaling pigmentmaling? Ifølge forskerne er fordelene betydelige.

Fordi det styrer den måde, lyset "reflekteres eller spredes" i stedet for at absorbere det, er strukturmaling mere stabil over tid, hvilket betyder, at farverne ikke falmer. Det betyder, at der ikke er behov for at male en overflade igen med få års mellemrum. En anden miljømæssig fordel er, at disse nye malinger kun vil blive fremstillet med metaller og oxider i stedet for kunstige pigmenter og kemikalier.

Mest spændende, takket være dens struktur, er plasmonisk maling lettere på to måder.

For det første reflekterer den lys og absorberer mindre varme og holder dens overflade 25 til 30 grader Fahrenheit (minus 3,8 til minus 1,1 grader Celsius) køligere end en overflade malet med standard kommerciel maling, ifølge UCF Today. Dette kan have store fordele for at holde bygninger køligere, og derved kræve mindre brug af indendørs kølemekanismer.

For det andet vejer malingen meget mindre end traditionel maling. Faktisk "byder den strukturelle farvemaling 100 procent refleksion med kun et enkelt ultratyndt lag pigment," bemærkede forskerne. Vægten af ​​maling virker måske ikke som en stor bekymring, men det er det, hvis du er et fly. Ifølge ScienceAlert ville det være en forskel på omkring 1.000 pund (454 kg) på en Boeing 747, hvilket ville resultere i enorme besparelser i brugen og omkostningerne til brændstof på hver flyvning.

Forskere har udviklet manipulerede strukturfarver i fortiden; de har dog ikke været i stand til konsekvent at vise en bestemt farve, og deres fremstillingsteknikker har gjort dem for dyre til kommerciel levedygtighed, ifølge forskerne.