Красящие пигменты часто бывают ядовитыми, поэтому исследователи во всем мире уже давно ищут эффективные способы получения нетоксичных, перерабатываемых и устойчивых красок. Ответ кроется в нанотехнологиях и собственных методах природы.

По словам профессора физического факультета Норвежского университета науки и технологии Джона Отто Фоссума, благодаря нанотехнологиям, он и его команда открыли практичный и недорогой метод получения устойчивых и нетоксичных красок. Кроме того, они будут пригодны для вторичной переработки и экологичны.

Их работа была впервые представлена во время защиты докторской диссертации Пауло Мишельс-Брито.

При покраске частного дома, забора, или, например, автомобиля, обычно применяется краска, морилка или лак. Цвет, который мы видим, — это часть светового спектра, которую материал не поглощает. Но природа создает цвета совершенно по-другому.

«Цвета птиц, рыб, насекомых, некоторых растений и ягод, мыльных пузырей, радуги, и так далее — основаны на частичном отражении световых волн», — объяснил Фоссум.

Чтобы имитировать этот способ создания цвета, исследователи использовали нанотонкие слои из, казалось бы, не самого очевидного материала.

Глина

«Если мы изолируем нанотонкие листы глины, они становятся почти полностью прозрачными. Они не отражают свет и бесцветны», — рассказал Фоссум.

Соединив два таких листа прозрачной глины и поместив между ними дополнительное вещество, ученые смогли создать цвет.

«Мы можем сделать глиняные нанолисты менее прозрачными, создав и использовав двойной нанотонкий слой с элементом между ними. В данном случае, мы использовали цезий, но, в принципе, можно использовать и другие вещества», — отметил ученый.

Расстояние между слоями определяет цвет

«Механизм, с которым мы работаем, называется «структурный цвет», потому что именно наноструктура, а не конкретный материал формирует цвет. Поэтому же «структурные цвета» также часто называют «физическими», тогда как традиционные пигменты — «химическими». Расстояние между двойными слоями глины — это то, что создает цвет, который мы видим. Мы можем контролировать расстояние с помощью концентрации глины или содержания соли», — объяснил Фоссум.

Экологичность вместо токсичности

Все это может привести к множеству изменений и обеспечить гораздо более экологичный способ окрашивания многих продуктов во многих областях. Это относится к безвредным и устойчивым материалам, таким как глина, прозрачным перерабатываемым полимерам или биополимерам (химические соединения, состоящие из цепочечных молекул).

«Механизм физического цвета еще не очень широко используется в промышленности. Доминирует химический механизм. Причина в том, что мы еще не нашли способ быстро, эффективно и практично производить структурные цвета. Но мы на верном пути», — подытожил исследователь.