Một loại sơn lấy màu từ các hạt nano nhôm chứ không phải sắc tố cũng cực kỳ nhẹ và phản chiếu
Điều chỉnh khoảng cách giữa các hạt nano tạo ra các màu sắc khác nhau
Một loại sơn công nghệ nano lấy cảm hứng từ cánh bướm nhẹ đến mức sử dụng nó trên một chiếc Boeing 747 có thể cắt giảm nửa tấn khối lượng của máy bay.
Màu của sơn thường đến từ các sắc tố, là các phân tử hấp thụ các bước sóng ánh sáng nhất định và phản xạ phần còn lại. Một số sắc tố này có thể gây ô nhiễm môi trường, khó loại bỏ và chúng có thể phai màu theo thời gian, đặc biệt là ở nhiệt độ quá cao hoặc dưới ánh nắng mặt trời kéo dài.
Giờ đây, Debashis Chanda tại Đại học Trung tâm Florida và các đồng nghiệp của ông đã thiết kế một loại sơn không chứa bột màu, thay vào đó sử dụng các mảnh hạt nano nhôm bẫy và cộng hưởng các bước sóng ánh sáng nhất định, giống như một số bước sóng âm thanh nhất định có thể cộng hưởng trong ly rượu vang. Các bước sóng bị bẫy gần giống với sự hấp thụ trong các sắc tố, tạo cho vật liệu nano một màu đặc trưng.
Hiện tượng này là sự cộng hưởng cấu trúc, cũng tạo ra màu sắc cho cánh bướm. Chanda nói: “Màu sắc không dựa trên bất kỳ phân tử nào hấp thụ ánh sáng, nó chỉ đơn giản là sự sắp xếp cấu trúc của các vật liệu không màu.
Để tạo ra sơn, Chanda và nhóm của ông đã sử dụng một chùm điện tử để lắng đọng các hạt nano nhôm trên một tấm gương có cùng chất liệu. Khoảng cách giữa các hạt này, được xác định bằng tốc độ lắng đọng của các hạt, xác định bước sóng ánh sáng mà chúng “hấp thụ”, với bước sóng còn lại là màu của sơn. Điều này có nghĩa là Chanda và nhóm của anh ấy có thể dễ dàng chọn màu sơn.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã làm bong các tấm hạt nano này và trộn các mảnh này với dầu hạt lanh để tạo ra sơn. Một lớp sơn chỉ cần dày 150 nanomet, khiến nó cực kỳ nhẹ. Chanda cho biết một chiếc Boeing 747 được phủ lớp này sẽ chỉ cần 1,3 kg sơn thay vì 500 kg đối với sơn thông thường.
Hiệu ứng quang học của những cấu trúc nano này đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm trong nhiều thập kỷ, John Pendry tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn cho biết, nhưng việc tạo ra sơn từ chúng là điều mới mẻ. Ông nói: “Thành tựu mà những người này đã đạt được là sử dụng những hiệu ứng đã biết này và hiện thực hóa chúng trong một quy trình công nghiệp khá chuẩn.
Theo Alex Wilkins – New Scientist.