Сверхлёгкая нано-краска: революция в мире окраски

Как это устроено

В основе покрытия — слой кремниевых наносфер диаметром около 100–200 нм, что примерно в 500 раз тоньше человеческого волоса. Они работают за счёт феномена Mie-резонанса: частицы, близкие по размеру к длине волны света, отражают её особенно сильно. Маленькие сферы дают синие оттенки, а крупные сферы — красные и оранжевые. Главное отличие от большинства природных «структурных цветов» в том, что эта краска не меняет оттенок под углом обзора.

Как создают нано-краску

Исследователи формируют монослой кремниевых наносфер толщиной всего в одну частицу. Диаметр сфер контролируется с высокой точностью, что позволяет «задать» необходимый цвет. Затем частицы распределяются в жидкой среде (например, метаноле) и переносятся на поверхность. Такой процесс делает технологию совместимой с печатными методами нанесения, что приближает её к массовому производству.

Характеристики этого покрыти поистине впечатляющие:

• Толщина: 100–200 нанометров.
• Вес: менее 0,5 г/м² — в десятки раз легче традиционных красок.
• Цвет: яркий, стойкий и не выгорает со временем.

Практическая ценность
Для понимания масштаба: окраска одного пассажирского лайнера, например Boeing 747, требует около 400–500 килограммов обычной краски. Японская нано-краска способна снизить этот показатель почти в десять раз — до нескольких десятков килограммов.

Такое облегчение покрытия означает не только сотни килограммов экономии веса на каждом самолёте, но и прямое снижение расхода топлива, уменьшение выбросов в атмосферу и более низкие эксплуатационные расходы авиакомпаний.
И это лишь начало. Перспективы применения нано-краски выходят далеко за пределы авиации: транспорт, строительство, архитектура, электроника и медицина также могут выиграть от использования сверхлёгких и долговечных покрытий.

Не так давно мы рассказывали о сверхлёгкой плазмонной краске, созданной учёными из Университета Флориды. Её идея пришла из природы — у крыльев бабочек, где цвет рождается за счёт микроструктур чешуек. Теперь к гонке подключились японские исследователи с собственной версией — нано-краской.

Обе технологии впечатляют, но у каждой свои сильные стороны. Плазмонная краска обещает революцию в энергоэффективности — холодные поверхности и снижение затрат на охлаждение. Нано-краска же выигрывает в лёгкости, стабильности и практической готовности: она уже сегодня ближе к промышленному применению.