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Jun 24, 2023

La vernice nanotecnologica fornisce colori brillanti che non sbiadiscono

Una vernice che prende il colore dalle nanoparticelle di alluminio anziché dal pigmento è anche incredibilmente leggera e riflettente Di Alex Wilkins 8 marzo 2023 Regolazione della distanza tra le nanoparticelle

Una vernice che prende il colore dalle nanoparticelle di alluminio anziché dal pigmento è anche incredibilmente leggera e riflettente

Di Alex Wilkins

8 marzo 2023

La regolazione della distanza tra le nanoparticelle crea colori diversi

Pablo Cencillo-Abad, Daniel Fran

Una vernice nanotecnologica ispirata all'ala di una farfalla è così leggera che utilizzarla su un Boeing 747 potrebbe ridurre la massa dell'aereo di mezza tonnellata.

Il colore di una vernice normalmente deriva dai pigmenti, che sono molecole che assorbono determinate lunghezze d'onda della luce e riflettono il resto. Alcuni di questi pigmenti possono essere inquinanti per l'ambiente, difficili da rimuovere e possono sbiadire nel tempo, soprattutto in condizioni di caldo estremo o sotto la luce solare prolungata.

Ora, Debashis Chanda dell’Università della Florida Centrale e i suoi colleghi hanno progettato una vernice priva di pigmenti che utilizza invece scaglie di nanoparticelle di alluminio che intrappolano e fanno risuonare determinate lunghezze d’onda della luce, proprio come certe lunghezze d’onda del suono possono far risuonare un bicchiere di vino. Le lunghezze d'onda intrappolate sono simili all'assorbimento nei pigmenti, conferendo al nanomateriale un colore caratteristico.

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Questo fenomeno è la risonanza strutturale, che dà colore anche all'ala di una farfalla. "Il colore non si basa su alcuna molecola che assorba la luce, è semplicemente la disposizione strutturale di materiali incolori", afferma Chanda.

Per realizzare la vernice, Chanda e il suo team hanno utilizzato un fascio di elettroni per depositare nanoparticelle di alluminio su uno specchio dello stesso materiale. La distanza tra queste particelle, che è determinata dalla velocità con cui le particelle si depositano, determina le lunghezze d'onda della luce che “assorbono”, mentre le lunghezze d'onda rimanenti costituiscono il colore della vernice. Ciò significa che Chanda e il suo team possono scegliere facilmente il colore della vernice.

Il team ha poi sfaldato questi fogli di nanoparticelle e ha mescolato i fiocchi con olio di semi di lino per produrre la vernice. Uno strato di vernice deve avere uno spessore di soli 150 nanometri, il che lo rende incredibilmente leggero. Un Boeing 747 coperto con questo richiederebbe solo 1,3 chilogrammi di vernice invece di 500 chilogrammi per la vernice normale, dice Chanda.

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La vernice è anche altamente riflettente, quindi potrebbe essere utilizzata per mantenere fresche le auto o le case, e la mancanza di pigmento significa che non sbiadirà.

Gli effetti ottici di queste nanostrutture sono stati dimostrati in laboratorio per decenni, afferma John Pendry dell’Imperial College di Londra, ma produrre vernici con esse è una novità. "Il risultato ottenuto da questi ragazzi è stato quello di prendere questi effetti noti e realizzarli in un processo industriale piuttosto standard", afferma.

Riferimento alla rivista:

DOI dei progressi scientifici: 10.1126/sciadv.adf7207

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