Vallankumouksellinen keksintö: ultrakevyt maali, joka viilentää ja säilyy haalistumatta satoja vuosia
Energiansäästö
Vallankumouksellinen keksintö: ultrakevyt maali, joka viilentää ja säilyy haalistumatta satoja vuosia
Plasmoninen maali heijastaa hyvin ­infrapunasäteilyä. Siksi sillä maalatut pinnat pysyvät 13–16 astetta viileämpinä kuin tavallisella maalilla päällystetyt pinnat. Idea saatiin perhosen siivistä.
18.4.2023
 |
Apu

Perhosen siivistä inspiraation saanut maali ei sisällä tavallisen maalin tapaan pigmenttejä, vaan sen jujuna on nanohiukkasten järjestäminen sopiviksi rakenteiksi. Keski-Floridan yliopiston tutkijat kutsuvat aikaansaannostaan plasmoniseksi maaliksi.

Maalipinta on vain 150 nanometriä paksu, joten maali on äärimmäisen kevyttä. Boeing 747 -lentokoneen peittämiseen tarvittaisiin tavallista maalia vähintään 454 kiloa. Plasmonista maalia kuluisi vain 1,4 kiloa.

Lentokoneiden ja talojen maalaamiseen on vielä matkaa, sillä maalia on ­valmistettu toistaiseksi vain tutkimus­laboratoriossa. Kaikki värit on onnistuttu luomaan käyttämällä helposti skaalattavia tekniikoilta.

Plasmoninen maali heijastaa hyvin ­infrapunasäteilyä, joten se hylkii lämpöä. Siksipä sen alla olevat pinnat pysyvät 13–16 astetta viileämpinä kuin tavallisella maalilla päällystetyt pinnat. Sisätiloissa se auttaisi säästämään ilmastointiin ­käytettävää energiaa.

Uusi maali pitää myös pintansa.

– Tavalliset maalit haalistuvat ajan ­mittaan, kun pigmentin kyky absorboida valohiukkasia heikkenee. Nyt se ilmiö ei ole rajoitteena. Kun maalaamme jotakin kehittämällämme maalilla, sen pitäisi kestää vuosisatoja, kertoo tutkimusta ­johtanut professori Debashis Chanda.

Plasmoninen maali säästää ilmastointiin kuluvaa energiaa.

Nykyisissä maaleissa jokaiselle väri­sävylle on oma pigmenttinsä. Plasmoninen maalipinta taas rakentuu kahden värittömän materiaalin, alumiinin ja ­alumiinioksidin nanohiukkasista. Kun hiukkasia järjestellään eri tavoilla oksidipäällysteisen alumiinipeilin päälle, voidaan valon hajontaa, heijastumista ja imeytymistä ohjailla mielin määrin.

Tutkijoilla oli käytössään elektronisäde­höyrystin, joka lämmittää materiaalin hyvin kontrolloidusti. Hallitun höyrystymisen avulla alumiinihiukkaset asettuvat oksidialustan päälle omiin pieniin rykelmiinsä. Höyrystimen painetta ja lämpö­tilaa säätämällä saadaan luotua erilaisia hiukkasrakenteita, jotka heijastavat valon eri aallonpituuksia – eli ne ovat ihmisen silmin katsottuna eri värisiä.

Tutkimus on julkaistu Science ­Advances -tiedelehdessä.

Kommentoi »