Найти в Дзене
ПАНТЕОН — оборудование для порошкового окрашивания
4 подписчика

Сверхлёгкая нано-краска: революция в мире окраски

3
3 мин
Учёные из Японии разработали уникальное покрытие, которое
не выцветает и весит в десятки раз меньше обычной краски Мы в продолжаем следить за самыми интересными разработками и новинками в мире лакокрасочных материалов и технологий нанесения. Сегодня хотим рассказать о действительно впечатляющем открытии из Японии — сверхлёгкой нано-краске, которая может навсегда изменить подход к окраске. Обычно краски получают свой цвет за счёт пигментов: молекулы поглощают часть спектра, а оставшуюся отражают. Но у пигментов есть главный недостаток — со временем они разрушаются и выгорают.
Учёные из Университета Кобе (Япония) предложили иной подход. Их краска основана на явлении структурного окрашивания, встречающемся у жуков, птиц и бабочек. Яркие оттенки здесь появляются не из-за химии, а благодаря взаимодействию света с наноструктурами. Как это устроено
В основе покрытия — слой кремниевых наносфер диаметром около 100–200 нм, что примерно в 500 раз тоньше человеческого волоса. Они работают за счё

Учёные из Японии разработали уникальное покрытие, которое
не выцветает и весит в десятки раз меньше обычной краски

Мы в продолжаем следить за самыми интересными разработками и новинками в мире лакокрасочных материалов и технологий нанесения. Сегодня хотим рассказать о действительно впечатляющем открытии из Японии — сверхлёгкой нано-краске, которая может навсегда изменить подход к окраске.

Обычно краски получают свой цвет за счёт пигментов: молекулы поглощают часть спектра, а оставшуюся отражают. Но у пигментов есть главный недостаток — со временем они разрушаются и выгорают.

Учёные из Университета Кобе (Япония) предложили иной подход. Их краска основана на явлении структурного окрашивания, встречающемся у жуков, птиц и бабочек. Яркие оттенки здесь появляются не из-за химии, а благодаря взаимодействию света с наноструктурами.

Фото: © FUJII Minoru, Kobe University. Образцы нано-краски после нанесения: оттенок зависит от диаметра сфер — чем они меньше, тем ближе к синему спектру, крупные сферы дают красные тона.
Фото: © FUJII Minoru, Kobe University. Образцы нано-краски после нанесения: оттенок зависит от диаметра сфер — чем они меньше, тем ближе к синему спектру, крупные сферы дают красные тона.

Как это устроено

В основе покрытия — слой кремниевых наносфер диаметром около 100–200 нм, что примерно в 500 раз тоньше человеческого волоса. Они работают за счёт феномена Mie-резонанса: частицы, близкие по размеру к длине волны света, отражают её особенно сильно. Маленькие сферы дают синие оттенки, а крупные сферы — красные и оранжевые. Главное отличие от большинства природных «структурных цветов» в том, что эта краска не меняет оттенок под углом обзора.

Фото:© FUJII Minoru, Kobe University (CC BY). На фото видно почти идеально круглые частицы, равномерно распределённые в слое толщиной всего 100–200 нм. Отлично демонстрирует технологическую основу нано-краски.
Фото:© FUJII Minoru, Kobe University (CC BY). На фото видно почти идеально круглые частицы, равномерно распределённые в слое толщиной всего 100–200 нм. Отлично демонстрирует технологическую основу нано-краски.

Как создают нано-краску

Исследователи формируют монослой кремниевых наносфер толщиной всего в одну частицу. Диаметр сфер контролируется с высокой точностью, что позволяет «задать» необходимый цвет. Затем частицы распределяются в жидкой среде (например, метаноле) и переносятся на поверхность. Такой процесс делает технологию совместимой с печатными методами нанесения, что приближает её к массовому производству.

Характеристики этого покрыти поистине впечатляющие:

  • Толщина: 100–200 нанометров.
  • Вес: менее 0,5 г/м² — в десятки раз легче традиционных красок.
  • Цвет: яркий, стойкий и не выгорает со временем.

Практическая ценность
Для понимания масштаба: окраска одного пассажирского лайнера, например Boeing 747, требует около 400–500 килограммов обычной краски. Японская нано-краска способна снизить этот показатель почти в десять раз — до нескольких десятков килограммов.

Такое облегчение покрытия означает не только сотни килограммов экономии веса на каждом самолёте, но и прямое снижение расхода топлива, уменьшение выбросов в атмосферу и более низкие эксплуатационные расходы авиакомпаний. И это лишь начало. Перспективы применения нано-краски выходят далеко за пределы авиации: транспорт, строительство, архитектура, электроника и медицина также могут выиграть от использования сверхлёгких и долговечных покрытий.

Фото: © FUJII Minoru, Kobe University (CC BY). Наносферы в суспензии метанола имеют другие цвета, чем при нанесении на поверхность в виде монослоя. Как поясняют исследователи: «Это связано с многократным рассеянием — синий свет ослабевает при последовательном рассеянии из-за поглощения, тогда как красный сохраняется».
Фото: © FUJII Minoru, Kobe University (CC BY). Наносферы в суспензии метанола имеют другие цвета, чем при нанесении на поверхность в виде монослоя. Как поясняют исследователи: «Это связано с многократным рассеянием — синий свет ослабевает при последовательном рассеянии из-за поглощения, тогда как красный сохраняется».

Не так давно мы рассказывали о сверхлёгкой плазмонной краске, созданной учёными из Университета Флориды. Её идея пришла из природы — у крыльев бабочек, где цвет рождается за счёт микроструктур чешуек. Теперь к гонке подключились японские исследователи с собственной версией — нано-краской.

Обе технологии впечатляют, но у каждой свои сильные стороны. Плазмонная краска обещает революцию в энергоэффективности — холодные поверхности и снижение затрат на охлаждение. Нано-краска же выигрывает в лёгкости, стабильности и практической готовности: она уже сегодня ближе к промышленному применению.

"Мы стоим на пороге конца эпохи традиционных красок. Пигменты, выгорающие на солнце и утяжеляющие конструкции сотнями килограммов, — это вчерашний день. Завтра — за нано-структурными покрытиями, которые будут не красить, а программировать цвет и свойства поверхности. И те, кто не примет эту революцию, просто останутся в прошлом" —ПАНТЕОН

Читать на сайте

16 СЕНТЯБРЯ / 2025

_________________________________

Мы есть во всех соцсетях и мессенджерах.

Больше полезной и интересной информации по теме порошкового окрашивания на PANTHEON.RU или в наших соцсетях, подписывайтесь и будьте в курсе всех актуальных новостей и событий: