دانشمندان سبک ترین رنگ دنیا را ساختند - اکسپرس بلاگ

به گزارش ایسنا به نقل از ساینس آلرت، این رنگ سبک ترین رنگی است که تا به امروز ساخته شده است.

این رنگ با الهام از بال های پروانه، بدون استفاده از رنگدانه و به وسیله آرایش نانوذرات به صورت ساختاری ایجاد می گردد و محققان آن را رنگ پلاسمونیک (plasmonic paint) می نامند.

بر اساس محاسبات آنها، تنها 1.4 کیلوگرم (3 پوند) از رنگ پلاسمونیک برای پوشاندن یک هواپیمای بوئینگ 747 کافی است، در حالی که برای پوشاندن آن با رنگ معمولی به دستکم 454 کیلوگرم (1000 پوند) رنگ تجاری احتیاج است.

دانشمندان سبک ترین رنگ دنیا را ساختند

این بدان معناست که این رنگ می تواند به مقدار قابل توجهی گاز های گلخانه ای مورد احتیاج برای پرواز را کاهش دهد. البته باید گفت که این رنگ فقط در آزمایشگاه ایجاد شده و بنابراین تا فراوری انبوه آن فاصله زیادی داریم.

یکی از انگیزه های بزرگ برای عرضه این رنگ به بازار این است که می توان از آن برای خنک نگه داشتن سازه ها نیز استفاده کرد. ساختار رنگ پلاسمونیک کل طیف مادون قرمز را منعکس می نماید، بنابراین گرمای کمتری جذب می گردد.

محققان می گویند که سطوح زیر رنگ نو 13 تا 16 درجه سانتیگراد خنک تر از سطوحی هستند که با رنگ تجاری معمولی پوشانده شده اند.

دباشیس چاندا (Debashis Chanda)، دانشمند نانو از دانشگاه فلوریدای مرکزی که رهبری تیم سازنده این رنگ را برعهده داشت، می گوید: بیش از 10 درصد از کل برق در ایالات متحده صرف استفاده از تهویه مطبوع می گردد.

تفاوت دمایی که رنگ پلاسمونیک وعده می دهد منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی خواهد شد. استفاده از الکتریسیته کمتر برای خنک کردن نیز انتشار دی اکسید کربن را کاهش می دهد و در نتیجه گرمایش دنیای کاهش می یابد.

در حال حاضر، رنگ های مبتنی بر رنگدانه برای ایجاد رنگ به مولکول های خاصی احتیاج دارند و معمولا در رنگ های مدرن، این رنگدانه ها به طور مصنوعی سنتز می شوند.

خواص الکترونیکی هر مولکول مقدار جذب نور و در نتیجه رنگی که ظاهر می گردد را کنترل می نماید. این بدان معناست که برای هر رنگ نو باید یک رنگدانه نو وجود داشته باشد. این در حالی است که رنگ پلاسمونیک از نانوذرات دو ماده بی رنگ یعنی آلومینیوم و اکسید آلومینیوم استفاده می نماید. با چیدمان آن ها به روش های مختلف بر روی یک آینه آلومینیومی با پوشش اکسید، می توان نحوه پراکندگی، بازتاب یا جذب نور را کنترل کرد. فرآیند مشابهی باعث ایجاد رنگ غنی بال های پروانه ها می گردد.

چاندا می گوید: رنگ ساختاری به عنوان مکانیسم اصلی فراوری رنگ در چندین گونه زنده عمل می نماید که در آن ها آرایش هندسی دو ماده بی رنگ همه رنگ ها را فراوری می نماید. در حالی که هنگام استفاده از رنگدانه که ساخته دست بشر است، برای ساخت هر رنگی باید از مولکول های نو استفاده گردد. رنگ ساختاری همان چیزی است که رنگ را بسیار سبک وزن می نماید.

در این تحقیق، محققان رنگ ساختاری را با استفاده از یک تبخیرنماینده پرتو الکترونی ایجاد کردند که یک ماده را با سرعت کنترل شده گرم می نماید. این تبخیر کنترل شده به خوشه های کوچکی از نانوذرات آلومینیوم اجازه می دهد تا به خودی خود جمع شوند. با تغییر فشار و دمای تبخیر نماینده پرتو الکترونی، محققان توانستند ساختار هایی ایجاد نمایند که رنگ های مختلفی را منعکس می نماید.

محققان بعلاوه پوسته های رنگی ساختاری خود را با یک چسب تجاری ترکیب کردند که این به معنای دوام رنگ برای صد ها سال دستکم به صورت نظری است.

این اولین رنگ نو دنیا نیست که نویدبخش خواصی باورنکردنی است. بسیاری از شما نام رنگ ونتابلک (Vantablack) را شنیده اید که به عنوان یکی از سیاه ترین رنگ های دنیا قادر به جذب 99.96 درصد از نور است.

این رنگ از نانولوله های کربنی ریز ساخته شده است و از زمان ساخت آن تا به امروز رنگ های سیاه تری نیز بر اساس همین روش ایجاد شده است.

رنگ بی نهایت سفید نیز وجود دارند که 98.1 درصد نور را منعکس می نمایند و نویدبخش کاهش احتیاج به تهویه مطبوع هستند. اما برخلاف رنگ پلاسمونیک، رنگ های بسیار سفید برای انعکاس نور به رنگدانه ها متکی هستند و ونتا بلک نیز در حال حاضر تک رنگ است.

با این وجود برای رسیدن به روزی که تنها از یک قوطی کوچک برای رنگ آمیزی کل خانه خود استفاده کنیم، راه زیادی پیش رو داریم.

این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.