Разработаны невыцветающие краски на основе золота

Химики научились получать все цвета видимого спектра без пигментов в фотонных стеклах — особых материалах, где цвет возникает не за счет красителей, а из за взаимодействия света с наночастицами. Частицы с 20-нанометровым золотым ядром убирают синий фон, давая чистые насыщенные оттенки, которые не выцветают на солнце.

Демонстрация ярких красных оттенков с помощью структурной краски

Источник: Ювон Чон и др./phys.org

Корейские ученые из Института передовых технологий в Сеуле (KAIST) совершили значимый прорыв в области структурной окраски: им удалось решить давнюю проблему фотонных стекол — получить насыщенный красный цвет без использования химических пигментов.

Фотонные стекла представляют собой особые неупорядоченные материалы, в которых цвет формируется не за счет красителей, а благодаря взаимодействию света с наноструктурами — оттенок возникает из‑за рассеяния и интерференции световых волн на частицах определенного размера.

Долгое время ключевым ограничением технологии оставался синий фон: он возникал из‑за нежелательного рассеяния света и не позволял добиться чистого яркого красного оттенка. Исследователи из KAIST преодолели этот барьер, применив наночастицы с 20‑нанометровым золотым ядром и оболочкой из диоксида кремния. Золотое ядро эффективно поглощает короткие (синие) волны, тем самым устраняя мешающий фон, а подобранная смола с близким показателем преломления дополнительно снижает паразитное рассеяние света.

Меняя размер наночастиц в диапазоне 160−230 нм, можно получить всю палитру структурных цветов: частицы диаметром 230 нм дают красный оттенок, 180 нм — зеленый, 160 нм — темно‑синий.

Меняя размер наночастиц в диапазоне 160−230 нанометров, можно получить всю палитру структурных цветов

Источник: Американский институт физики

Разработанное покрытие отличается высокой стойкостью: оно не выцветает под воздействием солнечного света, не смывается водой, а цвет остается неизменным даже при разном угле обзора. Материал формируют в виде тонкой прочной пленки, которая затвердевает под воздействием УФ‑излучения; при этом окраска обусловлена внутренней структурой вещества, а не поверхностным слоем пигмента.

Технология открывает перспективы для масштабируемого производства устойчивых покрытий без токсичных красителей. Специалисты уже работают над поиском более дешевых альтернатив золоту, чтобы сохранить оптические преимущества наночастиц при снижении себестоимости. Такой подход способен заметно изменить рынок декоративных и функциональных покрытий, предложив экологичную и долговечную замену традиционным краскам.

Ранее Наука Mail рассказывала, что цвет микропластика оказался важным фактором потепления.