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            美研制出超輕型納米彩色涂料
            集萃印花網  2023-06-20

            【集萃網觀察】

            美國研究人員開發出一種新型納米涂料,只需要極薄的一層就能產生充足的色彩效果,每平方米的用量僅為0.4克,是目前最輕的涂料。

            美國佛羅里達中部大學的研究小組日前在美國《科學進展》雜志上報告說,一架波音747飛機要使用約500千克的傳統涂料,如果改成這種涂料,就只需要1.3千克。新涂料生產工藝相對簡單,并且適用于多種表面。

            這種納米涂料采用了被稱為“結構色”的色彩呈現技術,即利用物質微細結構的物理光學特性來呈現色彩,不需要色素。結構色現象在自然界中廣泛存在,例如蝴蝶的翅膀、孔雀的羽毛等。

            目前的商用涂料都是以色素為基礎的,通過色素分子吸收特定波長的光來產生色彩效果。納米結構色涂料比色素涂料更穩定,不會褪色,而且污染較少。但此前制備這類涂料的方法往往成本高、效率低,不適合大規模生產。

            佛羅里達中部大學研究人員使用鋁制的鏡面層為基板,上面涂一層氧化鋁,然后采用半導體工業廣泛應用的電子束蒸發技術,使鋁的納米顆粒沉積在基板上,形成互不相連、群島狀的“納米島”。這個“納米島”顆粒層與氧化鋁層及鋁制鏡面組成的夾心結構具有獨特光學性質。各“納米島”之間的距離,以及氧化鋁層的厚度,決定了該結構能與什么波長的光發生諧振、呈現什么樣的色彩,調整沉積速度就能改變材料的顏色。

            在制備過程中,整個結構附著在一層可溶于水的聚合物上,制備完成后去除聚合物,得到碎片狀的納米結構色材料。研究人員將該材料與亞麻籽油混合,制成可應用于各種表面的涂料。結果顯示,100至150納米厚的涂層就可以獲得全彩色效果,而傳統涂料需要幾微米(1微米=1000納米)的厚度才能做到。

            此外,由于結構色現象的固有特性,以往這類材料往往具有虹彩效果,即從不同角度看到的顏色不一樣,這在很多涂料應用領域并不合適。新材料在很大程度上克服了這個缺點,從而具備了更廣闊的應用前景。

            來源:新華網

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