با یک کیلو از این رنگ می توان یک هواپیمای غول پیکر را رنگ کرد - لحظه عکاسی

به گزارش لحظه عکاسی، طبق محاسبات اجرا شده، اندازه رنگ مصرفی پلاسمونیک برای رنگ آمیزی یک هواپیمای بزرگ الجثه بوئینگ 747، تنها 1.4 کیلوگرم وزن خواهد داشت و این در حالی است که اگر از رنگ معمولی بهره ببرید، وزن رنگ مصرفی برای رنگ آمیزی این هواپیما حدود 454 کیلوگرم خواهد بود.

غزال زیاری- محققان اخیرا پیروز به ساخت رنگ نوی شده اند که در صرفه جویی در انرژی معجزه نموده و ویژگی های متعدد و جالب توجهی دارد؛ از جمله اینکه گرما را دفع می نماید، با هررنگی ست می گردد و برای قرن ها ماندگار است؛ این رنگ در عین حال سبک وزن ترین رنگی است که تا به امروز ساخته شده.

آنها این رنگ را با الهام گرفتن از بال پروانه ها ساخته اند و برای فراوری آن، از رنگدانه استفاده نشده و به جای آن، به وسیله آرایش ساختاری نانوذرات فراوری می گردد و اعضا تیم سازنده، آن را رنگ پلاسمونیک نامیده اند.

طبق محاسبات اجرا شده، مقدار رنگ مصرفی پلاسمونیک برای رنگ آمیزی یک هواپیمای بزرگ الجثه بوئینگ 747، تنها 1.4 کیلوگرم وزن خواهد داشت و این در حالی است که اگر از رنگ معمولی بهره ببرید، وزن رنگ مصرفی برای رنگ آمیزی این هواپیما حدود 454 کیلوگرم خواهد بود. این بدان معناست که با استفاده از رنگ پلاسمونیک، مقدار گاز گلخانه ای مورداحتیاج برای پرواز هواپیما به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت.

البته این رنگ تا به امروز تنها در آزمایشگاه فراوری شده و هنوز به فراوری انبوه نرسیده و برای این کار، به زمان زیادی احتیاج است. اما محققان با بهره گیری از تکنیکی که به راحتی قابل توسعه است، آن را در رنگ های متفاوتی فراوری نموده اند و در آینده این پروژه را ادامه خواهند داد.

آنالیز فواید رنگ پلاسمونیک

یکی از انگیزه های اصلی در فراوری و عرضه این رنگ آن است که با بهره گیری از آن می توان به خنک نگه داشتن سازه ها یاری کرد؛ چرا که ساختار رنگ پلاسمونیک به نحوی است که کل طیف مادون قرمز را منعکس می نماید و در نتیجه گرمای کمتری را به خود جذب می نماید. طبق گفته محققان، سطح زیرین این رنگ، 13 تا 16 درجه سانتی گراد خنک تر از زمانی است که سطح با رنگ های تجاری موجود در بازار رنگ آمیزی شده باشد.

دباشیس چاندا، دانشمند نانو از دانشگاه مرکزی فلوریدا که رهبری تیم سازنده این رنگ را عهده دار است دراین باره گفته:حدود 10% از کل برق مصرفی آمریکا، برای تهویه مطبوع هوا استفاده می گردد. تفاوت دمایی که با استفاده از رنگ پلاسمونیک ایجاد می گردد، صرفه جویی قابل توجهی را در مصرف انرژی به همراه خواهد داشت و استفاده از برق کمتر برای خنک کردن فضاها، باعث کاهش انتشار دی اکسیدکربن و در نتیجه کاهش گرمایش جهانی خواهد شد.

بیشتر بخوانید:

• پاسخ به یک پرسش ظاهرا ساده: زمین چند ماه دارد؟
• دعوای قدیمی بالا گرفت/ خنک کردن زمین به چه قیمتی؟

تفاوت در فرآیند فراوری این رنگ

در حال حاضر برای فراوری رنگ هایی که مبتنی بر رنگدانه ها هستند، به مولکوهای خاصی احتیاج است و معمولا در رنگ های مدرن، این رنگدانه ها به صورت مصنوعی ایجاد می شوند. خواص الکترونیکی هر مولکول، مقدار جذب نور را مشخص نموده و در نتیجه، رنگ های مختلف در طیف های متنوع فراوری می شوند. این بدان معناست که برای هر رنگ نو، به رنگدانه نوی احتیاج است.

اما در فراوری رنگ های پلاسمونیک، از نانوذرات دو ماده بی رنگ (آلومینیوم و اکسید آلومینیوم) استفاده می گردد و با چینش آنها به روش های مختلف بر سطح یک آیینه آلومینیومی پوشیده از اکسید، می توان نحوه پراکنش، بازتاب یا جذب نور را کنترل کرد. این دقیقا همان فرآیندی است که در رنگ های متنوع بال های پروانه ها شاهدش هستیم.

چاندا شرح داد: طیف رنگ های موجود در طبیعت حیرت آور است؛ از گل ها و پرندگان و پروانه های رنگارنگ گرفته تا موجودات دریایی مثل ماهی ها و آبزیان دیگر.

رنگ ساختاری (پلاسمونیک) همان چیزی است که باعث می گردد تا رنگ مورد استفاده در رنگ آمیزی اشیا بسیار سبک باشد؛ کافی است تنها به ضخامت 150 نانومتر از رنگ بهره ببرید تا بتوانید فضای مدنظرتان را به رنگ دلخواه دربیاورید و این رنگ، عنوان سبک ترین رنگ جهان را مال خود نموده است.

روش فراوری رنگ پلاسمونیک

در این آنالیز، تیم تحقیقاتی رنگ ساختاری را با استفاده از یک تبخیرنماینده پرتو الکترونی ایجاد کرد که ماده را با سرعت کنترل شده ای گرم می نماید.

تبخیر کنترل شده، باعث می گردد تا خوشه های کوچکی از نانوذرات آلومینیوم، به خودی خود کنار هم تجمع نمایند. اتم های آلومینیوم بیشتر از بستر اکسیدی که روی آن رشد می نمایند، به هم جذب می شوند و در نتیجه به صورت طبیعی کنار هم قرار می گیرند.

تیم تحقیقاتی توانست تا با تغییر فشار و دما در تبخیرنماینده پرتو الکترونی، به ساختاری دست بیابد که رنگ های مختلف را منعکس می نماید. در مقاله منتشر شده در این باره می خوانیم: در این فرآیند با کنترل فشار و دما، هزینه فراوری کاهش یافته و امکان ساخت رنگ در مقیاس های بالا فراهم خواهد شد.

محققان در عین حال با ترکیب رنگ ساختاری، با یک چسب تجاری، اطمینان حاصل کردند که این رنگ حداقل در تئوری برای صدها سال دوام خواهد داشت. چاندا دراین باره گفت: رنگ های معمولی با گذر زمان کمرنگ و محو می شوند؛ چرا که تدریجا رنگدانه ها توانایی شان در جذب فوتون ها را از دست می دهند. اما در رنگ پلاسمونیک، این مشکل وجود ندارد و این رنگ را می توان برای قرن ها روی سطح حفظ کرد.

آشنایی با رنگ های حیرت آور فراوری شده

این اولین بار نیست که فراوری یک رنگ نو، نویدبخش بعضی خواص باورنکردنی می گردد. مثلا رنگ وانتابلک، یکی از سیاه ترین رنگ های موجود در جهان، یکی از رنگ های استثنایی است که توانایی جذب 99.96 درصد نور را داراست. سیاهی حیرت آور این رنگ، نتیجه نانو لوله های کربنی است و پس از فراوری آن، محققان توانسته اند تا با استفاده از این روش، حتی رنگ های سیاه تری را نیز فراوری نمایند.

درعین حال یک رنگ فوق العاده سفید نیز وجود دارد که 98.1 درصد نور را منعکس می نماید و با بهره گیری از آن می توان احتیاج به تهویه مطبوع را به طرز قابل توجهی کاهش داد. اما برخلاف رنگ پلاسمونیک، این رنگ فوق العاده سفید، با بهره گیری از رنگدانه ها به انعکاس نور می پردازد.

فعلا منتظر رنگ پلاسمونیک نباشید

البته زمان زیادی به طول خواهد انجامید تا هرکدام از ما بتوانیم یک قوطی از رنگ پلاسمونیک را در خانه هایمان داشته باشیم و از آن برای رنگ آمیزی خانه استفاده کنیم. چاندا گفته: رنگ های برپایه رنگدانه ها در کارخانه های بزرگی فراوری می شوند و قابلیت فراوری در حجم انبوه را دارند؛ این موضوع درباره رنگ های پلاسمونیک صدق نمی نماید؛ چرا که در حال حاضر فراوری این رنگ، حتی در آزمایشگاه دانشگاهی هم بسیار گران است.

منبع: Sciencealert

5858