Loại mực mới có trọng lượng chưa đến 0,5 gram/ m2 , giúp giảm đáng kể trọng lượng sơn của máy bay, từ đó tiết kiệm nhiên liệu .
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Kobe đã tạo ra một loại mực màu có cấu trúc mới , dày chỉ 100 – 200 nanomet và siêu nhẹ, New Atlas đưa tin hôm 30/1. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí ACS Ứng dụng Vật liệu Nano.
Các hạt nano trong huyền phù metanol có màu khác so với khi được áp dụng lên bề mặt dưới dạng đơn lớp. (Ảnh: Fujii Minoru).
Các loại sơn và bột màu thông thường hấp thụ các bước sóng ánh sáng nhất định và phản chiếu các bước sóng khác, nhưng có xu hướng phân hủy ở cấp độ phân tử, dẫn đến phai màu. Trong khi đó, màu sắc cấu trúc phản ánh toàn bộ quang phổ ánh sáng từ các cấu trúc nano song song, thiết lập khoảng cách thích hợp để loại bỏ các bước sóng nhất định. Đây là hiệu ứng giúp cho cánh bướm và lông công có màu sắc lấp lánh, lộng lẫy. Vì ánh sáng không bị hấp thụ mà chỉ phản xạ từ các cấu trúc nên màu sắc không bị phai. Tuy nhiên, hiệu ứng này thường phụ thuộc nhiều vào góc nhìn, dẫn đến đặc tính ánh kim đẹp nhưng có phần khác thường được tìm thấy ở hầu hết các chất tạo màu công nghiệp.
Trong nghiên cứu mới, các chuyên gia đã phát triển một phương pháp mới để tạo ra các màu sắc có cấu trúc. Thay vì sử dụng các cấu trúc nano song song, họ sử dụng các quả cầu silicon tinh thể nhỏ . Thông qua hiện tượng cộng hưởng Mie , các hạt nano này phản xạ một số bước sóng mạnh hơn nhiều so với các bước sóng khác, bước sóng này cũng thay đổi theo kích thước hạt. Nói cách khác, việc thay đổi kích thước hạt sẽ làm thay đổi màu sắc của vật liệu. Không có hiệu ứng ánh kim vì quả cầu phản chiếu ánh sáng theo mọi hướng.
Đáng chú ý, màu sắc mạnh nhất khi các hạt nano có không gian trống xung quanh thay vì bị nén chặt. Kỹ sư vật liệu Sugimoto cho biết: “Một lớp hạt nano silicon phân bố thưa thớt với độ dày 100 – 200 nanomet mang lại màu sắc tươi sáng và nặng chưa đến 0,5 gam trên một mét vuông. Điều này khiến hạt nano silicon của chúng tôi trở thành một trong những lớp phủ tốt nhất có màu sáng nhất trên thế giới”. Hiroshi tại Đại học Kobe.
Hàng không là một trong những lĩnh vực cần sơn siêu nhẹ . Máy bay chở khách chở khoảng 272 – 544 kg sơn. Sugimoto cho biết : “Nếu sử dụng mực nano hình cầu, chúng tôi có thể giảm trọng lượng xuống dưới 10% ”. Giảm trọng lượng sẽ giúp máy bay tiết kiệm nhiên liệu. Bên cạnh đó, do không bị phai màu như sơn truyền thống nên mực màu kết cấu mới còn giúp tiết kiệm chi phí sơn.
- Tại sao việc sơn một chiếc máy bay có thể tốn tới 7 tỷ đồng và mất nửa tháng?
- Sơn nano giúp máy bay trở nên vô hình
- Tại sao máy bay thường được sơn màu trắng?
