Araştırmacılar kelebeklerden esinlenerek dünyanın ilk enerji tasarruflu boyasını yarattı

Debashis Chanda ve meslektaşları Orta Florida Üniversitesi araştırmacıların enerji tasarrufu çabalarına katkıda bulunabileceğini ve küresel ısınmayı azaltmaya yardımcı olabileceğini söylediği pigment bazlı renklendiricilere ilk çevre dostu, büyük ölçekli ve çok renkli alternatifi oluşturmak için kelebeklerden ilham aldı.
bu ABD Ulusal Bilim Vakfı-desteklenen keşif yayınlandı Bilim Gelişmeleri.
Chanda, “Rengarenk çiçekler, kuşlar ve kelebeklerden balıklar ve kafadanbacaklılar gibi su altı canlılarına kadar, doğal dünyadaki renk ve ton yelpazesi şaşırtıcı” diyor. “Yapısal renk, tipik olarak iki renksiz malzemenin geometrik düzenlemesinin tüm renkleri ürettiği canlı türlerde birincil renk oluşturma mekanizması olarak hizmet eder. Öte yandan, insan yapımı pigmentte, mevcut her renk için yeni moleküllere ihtiyaç vardır.”
Araştırmacılar, bu tür biyolojik ilhamlara dayanarak, renkleri oluşturmak için pigmentler yerine renksiz malzemelerin (alüminyum ve alüminyum oksit) nano ölçekli yapısal düzenlemesini kullanarak plazmonik bir boya geliştirdiler.
Bu tür yapısal renkler, yapay olarak sentezlenmiş moleküller kullanan pigment bazlı renklerin aksine, yalnızca metalleri ve oksitleri kullandıkları için çevre dostudur.
Araştırmacılar, tüm renklerden uzun ömürlü boyalar oluşturmak için yapısal renk pullarını ticari bir bağlayıcı ile birleştirdiler. Chanda, “Pigment fotonları emme yeteneğini kaybettiği için normal renk solar” diyor. “Burada, bu fenomenle sınırlı değiliz.”
Ve plazmonik boya tüm kızılötesi spektrumu yansıttığı için, boya tarafından daha az ısı emilir, bu da alt yüzeyin, standart ticari boya ile kaplanmış olsaydı olacağından 25 ila 30 Fahrenheit derece daha soğuk kalmasına neden olur.
Chanda, “ABD’deki toplam elektriğin %10’undan fazlası klima kullanımına gidiyor” diyor. “Plazmonik boyanın vaat ettiği sıcaklık farkı, önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabilir. Soğutma için daha az elektrik kullanmak, karbondioksit emisyonlarını azaltır.”
Chanda, plazmonik boyanın aynı zamanda, boyanın geniş alan-kalınlık oranının bir sonucu olarak hafif olduğunu ve yalnızca 150 nanometrelik bir boya kalınlığında elde edilen tam renklendirmenin onu dünyanın en hafif boyası yaptığını söylüyor.