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Jun 07, 2023

나노기술 페인트는 퇴색되지 않는 선명한 색상을 제공합니다.

안료가 아닌 알루미늄 나노입자에서 색상을 얻는 페인트는 놀라울 정도로 가볍고 반사성이 뛰어납니다. 작성자: Alex Wilkins, 2023년 3월 8일 나노입자 사이의 거리 조정

안료가 아닌 알루미늄 나노입자로 색상을 얻는 페인트는 놀라울 정도로 가볍고 반사성이 뛰어납니다.

알렉스 윌킨스

2023년 3월 8일

나노입자 사이의 거리를 조절하면 다양한 색상이 생성됩니다.

파블로 센실로-아바드, 다니엘 프란

나비 날개에서 영감을 얻은 나노기술 페인트는 매우 가볍기 때문에 보잉 747에 이 페인트를 사용하면 비행기의 질량을 0.5톤 줄일 수 있습니다.

페인트의 색상은 일반적으로 특정 파장의 빛을 흡수하고 나머지는 반사하는 분자인 안료에서 나옵니다. 이러한 안료 중 일부는 환경을 오염시키고 제거하기 어려울 수 있으며 시간이 지남에 따라, 특히 극심한 열이나 장시간 햇빛 아래에서 퇴색될 수 있습니다.

이제 센트럴 플로리다 대학교(University of Central Florida)의 Debashis Chanda와 그의 동료들은 특정 파장의 빛이 와인 잔에 공명할 수 있는 것처럼 특정 파장의 빛을 가두어 공명시키는 알루미늄 나노입자 조각을 대신 사용하는 무색소 페인트를 설계했습니다. 포획된 파장은 안료의 흡수와 유사하여 나노물질에 특징적인 색상을 부여합니다.

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이 현상은 구조적 공명으로, 나비의 날개에도 색깔을 부여합니다. "색은 빛을 흡수하는 분자에 기초한 것이 아니라 단순히 무색 물질의 구조적 배열에 기초한 것입니다."라고 Chanda는 말합니다.

페인트를 만들기 위해 Chanda와 그의 팀은 전자빔을 사용하여 동일한 재료의 거울에 알루미늄 나노입자를 증착했습니다. 입자가 얼마나 빨리 침착되는지에 따라 설정되는 입자 사이의 거리는 입자가 "흡수"하는 빛의 파장을 결정하며, 남은 파장은 페인트의 색상이 됩니다. 이는 Chanda와 그의 팀이 페인트 색상을 쉽게 선택할 수 있음을 의미합니다.

그런 다음 팀은 이 나노입자 시트를 조각으로 만들고 아마인유와 조각을 혼합하여 페인트를 만들었습니다. 페인트 코팅의 두께는 150나노미터에 불과하므로 놀라울 정도로 가볍습니다. 이 코팅을 적용한 보잉 747에는 일반 페인트의 경우 500kg이 필요하지만 페인트는 1.3kg만 필요하다고 Chanda는 말합니다.

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페인트는 반사율도 높아 자동차나 집을 시원하게 유지하는 데 사용할 수 있으며, 안료가 부족하여 색이 바래지 않습니다.

이러한 나노구조의 광학적 효과는 수십 년 동안 실험실에서 입증되었다고 Imperial College London의 John Pendry는 말했습니다. 그러나 이를 이용해 페인트를 만드는 것은 새로운 일입니다. "이 사람들이 이룩한 성과는 이러한 알려진 효과를 취하고 꽤 표준적인 산업 공정에서 이를 실현한 것입니다."라고 그는 말합니다.

저널 참고자료:

과학 발전 DOI: 10.1126/sciadv.adf7207

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