受蝴蝶翅膀启发的最轻涂料制成 全球观天下
2023-04-06 05:55:34
科技日报
(资料图)
等离子涂料被涂在金属蝴蝶的翅膀上，正是这种昆虫激发了这项研究。图片来源：美国中佛罗里达大学
科技日报记者 张佳欣
美国中佛罗里达大学的研究人员从蝴蝶翅膀中汲取灵感，开发出一种自然、环保的新型节能涂料，它能隔热，可以是任意颜色，保留时间长达几个世纪，它也是迄今为止创造的世界上最轻的涂料，这种颜料着色剂替代品有助于节能和减缓全球变暖。相关研究发表在最新一期《科学进展》杂志上。
这种涂料不是由颜料制成的，而是利用无色材料铝和氧化铝的纳米级结构排列来产生颜色的，因此十分环保。通过将它们以不同的方式排列在氧化涂层铝镜的顶部，可以控制光的散射、反射或吸收方式。蝴蝶翅膀的丰富色彩也是类似的原理。
研究团队将其命名为“等离子涂料”。人造颜料的每种颜色都需要新分子，但两种无色材料的几何排列会产生所有颜色。
美国中佛罗里达大学纳米科学技术中心教授德巴希姆·昌达介绍说，正常的颜色会褪色，因为色素会逐渐失去吸收光子的能力。但结构色涂料不受这种现象的限制，一旦涂上，它应该会保留几个世纪。
根据科学家们的计算，只需要1.4公斤的等离子涂料就可覆盖一架波音747的表面。而用传统商业涂料至少需要454公斤才能得到同样的效果。这意味着它可显著减少航空涂料产生的温室气体排放。
此外，研究人员说，由于等离子涂料吸收的热量较少，因此其底层表面比商业涂料覆盖的表面温度要低。美国总发电量的10%以上用于空调的使用，这种温差等离子涂料有望显著节约能源，也会减少二氧化碳排放。
研究人员还特别表示，等离子涂料很轻。这是因为这种涂料的面积与厚度之比很大，在只有150纳米的涂料厚度下就能实现完全着色，使其成为世界上最轻的涂料。不过，这种涂料距离大规模生产还有很长的路要走。
