دانشمندان سبک ترین رنگ جهان را ساختند
به گزارش کوتاه کننده لینک، محققان رنگ جدیدی برای صرفه جویی در انرژی ساخته اند که گرما را دفع می کند. میتوان در هر رنگی آنرا ساخت و احیانا برای قرن ها دوام خواهد داشت.
به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس آلرت، این رنگ سبک ترین رنگی است که تا به امروز تولید شده است.
این رنگ با الهام از بال های پروانه، بدون استفاده از رنگدانه و بوسیله آرایش نانوذرات بصورت ساختاری ایجاد می شود و پژوهشگران آنرا «رنگ پلاسمونیک»(plasmonic paint) می نامند.
برمبنای محاسبات آنها، تنها ۱.۴ کیلوگرم(۳ پوند) از رنگ پلاسمونیک برای پوشاندن یک هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ کافی است، در صورتیکه برای پوشاندن آن با رنگ معمولی به دستکم ۴۵۴ کیلوگرم(۱۰۰۰ پوند) رنگ تجاری نیاز است.
این بدان معناست که این رنگ می تواند به میزان قابل توجهی گازهای گلخانه ای مورد نیاز برای پرواز را کم کند. البته باید اظهار داشت که این رنگ فقط در لابراتوار به وجود آمده و بدین سبب تا تولید انبوه آن فاصله بسیاری داریم.
یکی از انگیزه های بزرگ برای عرضه این رنگ به بازار این است که می توان از آن برای خنک نگه داشتن سازه ها نیز استفاده نمود. ساختار رنگ پلاسمونیک کل طیف مادون قرمز را منعکس می کند، بدین سبب گرمای کمتری جذب می شود.
پژوهشگران می گویند که سطوح زیر رنگ جدید ۱۳ تا ۱۶ درجه سانتیگراد خنک تر از سطوحی هستند که با رنگ تجاری معمولی پوشانده شده اند.
دباشیس چاندا(Debashis Chanda)، دانشمند نانو از دانشگاه فلوریدای مرکزی که رهبری تیم سازنده ی این رنگ را برعهده داشت، می گوید: بیش از ۱۰ درصد از کل برق در ایالات متحده صرف استفاده از تهویه مطبوع می شود.
تفاوت دمایی که رنگ پلاسمونیک وعده می دهد منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی خواهد شد. استفاده از الکتریسیته کمتر برای خنک کردن نیز انتشار دی اکسید کربن را می کاهد و در نتیجه گرمایش جهانی کاهش پیدا می کند.
هم اکنون، رنگ های مبتنی بر رنگدانه برای ایجاد رنگ به مولکول های خاصی نیاز دارند و بطور معمول در رنگ های مدرن، این رنگدانه ها بطور مصنوعی سنتز می شوند.
خواص الکترونیکی هر مولکول میزان جذب نور و در نتیجه رنگی که ظاهر می شود را کنترل می کند. این بدان معناست که برای هر رنگ جدید باید یک رنگدانه جدید وجود داشته باشد. این در حالیست که رنگ پلاسمونیک از نانوذرات دو ماده بی رنگ یعنی آلومینیوم و اکسید آلومینیوم استفاده می نماید. با چیدمان آنها به روش های مختلف بر روی یک آینه آلومینیومی با پوشش اکسید، می توان نحوه پراکندگی، بازتاب یا جذب نور را کنترل کرد. پروسه مشابهی موجب ایجاد رنگ غنی بال های پروانه ها می شود.
چاندا می گوید: رنگ ساختاری به عنوان مکانیسم اصلی تولید رنگ در چندین گونه ی زنده عمل می کند که در آنها آرایش هندسی دو ماده ی بی رنگ همه ی رنگ ها را تولید می کند. در صورتیکه هنگام استفاده از رنگدانه که ساخته ی دست بشر است، برای ساخت هر رنگی باید از مولکول های جدید استفاده گردد. رنگ ساختاری همان چیزی است که رنگ را بسیار سبک وزن می کند.
در این تحقیق، پژوهشگران رنگ ساختاری را با بهره گیری از یک تبخیرکننده پرتو الکترونی ایجاد کردند که یک ماده را با سرعت کنترل شده گرم می کند. این تبخیر کنترل شده به خوشه های کوچکی از نانوذرات آلومینیوم اجازه می دهد تا به خودی خود جمع شوند. با تغییر فشار و دمای تبخیر کننده پرتو الکترونی، پژوهشگران توانستند ساختارهایی ایجاد کنند که رنگ های مختلفی را منعکس می کند.
پژوهشگران همین طور پوسته های رنگی ساختاری خودرا با یک چسب تجاری ترکیب کردند که این به مفهوم دوام رنگ برای صدها سال دستکم بصورت نظری است.
این نخستین رنگ جدید جهان نیست که نویدبخش خواصی باورنکردنی است. خیلی از شما نام رنگ ونتابلک(Vantablack) را شنیده اید که به عنوان یکی از سیاه ترین رنگ های جهان قادر به جذب ۹۹.۹۶ درصد از نور است.
این رنگ از نانولوله های کربنی ریز تولید شده است و از زمان ساخت آن تا حالا رنگ های سیاه تری نیز برمبنای همین روش به وجود آمده است.
رنگ بی نهایت سفید نیز وجود دارند که ۹۸.۱ درصد نور را منعکس می کنند و نویدبخش کاهش نیاز به تهویه مطبوع هستند. اما برخلاف رنگ پلاسمونیک، رنگ های بسیار سفید برای انعکاس نور به رنگدانه ها متکی هستند و ونتا بلک نیز هم اکنون تک رنگ است.
با این وجود برای رسیدن به روزی که تنها از یک قوطی کوچک برای رنگ آمیزی کل خانه خود استفاده نمائیم، راه زیادی پیش رو داریم.
این تحقیق در مجله ی Science Advances انتشار یافته است.
منبع: gph.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب