Вдъхновената от природата плазмонична боя може да остави обикновената боя в миналото

Традиционната боя получава цвета си от синтетични пигменти, които избледняват с времето и не са особено екологични. Учените са разработили алтернатива: плазмонична боя, която включва наноструктури, формиращи цветове. Тя е по-трайна и икономична. За покриването на един реактивен самолет са необходими само около 1,4 кг от новата боя вместо 454 кг от конвенционалната боя. Идеята за новата боя е дошла на учените от пеперудите.

Яркият цвят на пеперудите не се създава от пигменти, а от отразяването на светлината от микроскопични структури по техните крила. Тези наноразмерни структури отразяват и поглъщат околната бяла светлина по такъв, начин, че тя се възприема като ярко червена, синя или зелена.

Учени от Университета на Централна Флорида са възпроизвели това явление в експериментална плазмонова, на някои места плазмонична боя. Наред със свързващото вещество, полимерна смола и изопропилов алкохол, тя включва миниатюрни огледални алуминиеви люспи, покрити с още по-малки частици алуминиев оксид. В зависимост от размера и разстоянието между тези наночастици, люспите изглеждат сини, пурпурни или жълти. Различните цветови нюанси се получават чрез смесване на основните цветове на люспичките в различни съотношения.

Алуминият, използван в новата боя, е по-малко вреден за околната среда в сравнение със синтетичните пигменти, които понастоящем се използват в конвенционалните бои. Освен това, докато тези пигменти с годините губят способността си да абсорбират фотони, което води до по-тъмен външен вид, наноструктурираните люспи неограничено дълго време възпроизвеждат същия ярък цвят.

Благодарение на голямото съотношение между площ и дебелина е необходимо значително по-малко количество плазмонична боя за ефективното покриване на дадена повърхност. Според учените за покриването на реактивен самолет например са необходими само около 1,4 кг от новата боя, докато конвенционалната боя изисква 454 кг. Това прави плазмоновата боя най-леката боя в света.

Тъй като новата боя отразява целия спектър на инфрачервената светлина, тя поглъща много малко топлина. В резултат на това повърхностите, които се намират под нея, остават с 14-17 ºC по-хладни, отколкото ако бяха покрити с обикновена боя със същия цвят. Така се спестяват средства за климатизация и се използва по-малко електроенергия за охлаждане.

„Над 10% от всичката използвана в САЩ електроенергия отива за захранването на различните климатици“ – заяви Дебашис Чанда, ръководител на научния екип. „Температурната разлика, осигурявана от новата плазмонична боя ще доведе до значителни икономии на енергия. А използването на по-малко електричество за охлаждане ще намали емисиите на въглероден диоксид и това от своя страна ще намали глобалното затопляне“.

Засега производството на новата плазмонична боя е по-скъпо от масово произвежданата конвенционална боя. Учените са убедени, че ще могат да се справят с този проблем.