Японские физики разработали кремниевые наночастицы, которые можно использовать в качестве основы для производства сверхлегких красителей для печати ярких цветных изображений, не выцветающих в течение времени, сообщила пресс-служба Университета Кобе.

«Разработанные физиками наночастицы рассеивают свет и порождают яркие цвета благодаря феномену, который физики называют "резонансом Ми». Этот эффект позволяет создавать красители на базе суспензий из сферических и кристаллических кремниевых наночастиц с четко подобранными размерами", – говорится в сообщении.

Нанокрасители были разработаны группой японских физиков и материаловедов под руководством профессора Университета Кобе Минору Фуджии. Несколько лет назад им удалось создать подход, позволяющий массово производить кремниевые наночастицы определенной формы и размеров, которые рассеивают свет таким образом, что человеку кажется, что эти бесцветные структуры окрашены в тот или иной цвет.

Как объясняют физики, этот необычный эффект связан с тем, что наночастицы рассеивают свет и взаимодействуют с его волнами и другими типами электромагнитного излучения совершенно не так, как это делают крупные предметы. Схожим образом окрашиваются в яркие цвета многие объекты и явления в природе, в том числе синее небо в солнечный день, а также ярко-красные закаты.

Создав наночастицы со схожими свойствами, японские физики задумались о том, можно ли их использовать для создания красителей. Руководствуясь этими соображениями, исследователи подготовили суспензии, состоящие из наночастиц и кристаллов кремния, и нанесли их на несколько различных типов поверхностей. Эти опыты показали, что даже очень тонкие слои из наночастиц вырабатывали яркие цвета, причем они выглядели одинаково при всех возможных углах обзора.

«Одиночный слой из наночастиц толщиной в 100–200 нанометров придает поверхностям очень яркую окраску, при этом расходуется очень небольшая масса красителя, меньше половины грамма на квадратный метр. Это делает наши кремниевые наносферы одним из самых легчайших красителей на Земле», – пояснил доцент Университета Кобе Хироси Сугимото, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Такая особенность этих частиц, вкупе с невыцветающим характером красок на их базе, делает их особенно привлекательными для авиационной и автомобильной отрасли. Как предполагают ученые, их разработка позволит снизить массу авиалайнеров на несколько сотен килограммов, что значительно улучшит их летные характеристики, внешний вид и снизит расход топлива.