ساخت رنگ صرفه‌جویی کننده انرژی با الهام از پروانه‌ها

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «فیز»، «دباشی شاندا» یکی از محققان دانشگاه فلوریدای مرکزی و استاد مرکز فناوری علوم نانوی این دانشگاه با الهام گرفتن از پروانه‌ها، اولین جایگزین چندرنگی سازگار با محیط زیست و در مقیاس بزرگ را برای رنگدانه‌های بر مبنای مواد رنگی ابداع کرده است که می‌تواند به تلاش های صرفه‌جویی انرژی و کاهش گرمایش جهانی یاری برساند.

شاندا گفت: گستره (طیف) رنگ‌ها و سایه رنگ‌ها در جهان طبیعی شگفت انگیز هستند؛ از گل های رنگارنگ و پرندگان و پروانه‌ها گرفته تا مخلوقات زیر آبی مانند ماهی‌ها و سرپایان (cephalopods).

رنگ ساختاری، به عنوان مکانیزم اصلی تولید رنگ در چندین گونه بسیار واضح عمل می‌کند که در آنها ترتیبات هندسی دو ماه بی‌رنگ تمام رنگ ها را تولید می‌کند. از سوی دیگر، با مواد رنگی ساخت انسان، مولکول های جدیدی برای هر رنگ موجود مورد نیاز است.

بر اساس چنین الهامات زیستی، گروه تحقیقاتی شاندا یک رنگ پلاسمونیک (plasmonic) ابداع کرده است که به جای رنگدانه‌ها از ترتیبات ساختاری مقیاس نانوی مواد بدون رنگ – آلومینیوم و اکسید آلومینیوم – برای ایجاد رنگ استفاده می‌کند.

در حالی که رنگدانه‌ها بر اساس خصوصیات الکترونیک ماده، رنگدانه جذب نور را کنترل می‌کنند، هر رنگی نیازمند یک مولکول جدید است؛ رنگدانه‌های ساختاری نحوه بازتاب نور را کنترل می‌کنند و بر اساس ترتیبات هندسی ساختارهای نانو جذب یا پراکنده می‌شوند.

ساختار این رنگ ها، با محیط زیست سازگاری دارند چرا که تنها از فلزات و اکسید استفاده می‌کنند و بر خلاف رنگ های موجود مبتنی بر رنگدانه هستند که از مولکول های مصنوعی استفاده می‌کنند.

به علاوه، به علت اینکه رنگ پلاسمونیک کل طیف مادون قرمز را بازتاب می‌دهد، گرمای کمتری توسط رنگ جذب می‌شود که در نتیجه سطح زیر رنگ به میزان ۲۵ تا ۳۰ درجه فارنهایت خنک تر باقی می‌ماند. رنگ پلاسمونیک همچنین بسیار سبک وزن است.

شاندا می‌گوید که گام های بعدی این پروژه بر مبنای بررسی بیشتر جنبه‌های صرفه جویی انرژی این رنگ ها است تا امکان استفاده تجاری از آن ارتقا یابد.