دباشیس چاندا، استاد مرکز فناوری نانو علم UCF، از پروانهها الهام گرفته است تا اولین جایگزین سازگار با محیط زیست در مقیاس بزرگ را ایجاد و به صرفهجویی در انرژی و کاهش گرمایش زمین کمک کند.
به گزارش گیشنیز چاندا میگوید: «طیف رنگهای موجود در دنیای طبیعی شگفتانگیز است. از گلهای رنگارنگ، پرندگان و پروانهها گرفته تا موجودات زیر آب مثل ماهیها. رنگ ساختاری، بهعنوان مکانیسم اصلی تولید رنگ در چندین گونه بسیار زنده عمل کرده که در آن آرایش هندسی دو ماده بیرنگ، همه رنگها را تولید میکنند. از سوی دیگر، با رنگدانههای دستساز، مولکولهای جدیدی برای هر رنگ موجود مورد نیاز است.»
براساس چنین الهامات زیستی، گروه تحقیقاتی چاندا یک رنگ پلاسمونیک را ابداع کرد که از آرایش ساختاری نانومقیاس مواد بیرنگ، آلومینیوم و اکسید آلومینیوم، بهجای رنگدانهها برای ایجاد رنگ استفاده میکند.
در حالیکه رنگدانهها براساس ویژگی الکترونیکی ماده رنگدانه، جذب نور را کنترل میکنند، هر رنگی به یک مولکول جدید نیاز دارد. رنگهای ساختاری نحوه انعکاس، پراکندگی یا جذب نور را صرفا براساس آرایش هندسی نانوساختارها کنترل میکنند.
این رنگهای ساختاری سازگار با محیطزیست، برخلاف رنگهای مبتنی بر رنگدانههای موجود که از مولکولهای سنتز شده مصنوعی استفاده میکنند، فقط از فلزات و اکسیدها استفاده میکنند.
محققان تکههای رنگی ساختاری خود را با یک چسب تجاری ترکیب کردهاند تا رنگهایی با ماندگاری طولانی ایجاد کنند.
چاندا میگوید: «رنگهای معمولی محو میشوند، زیرا رنگدانه توانایی جذب فوتونها را از دست میدهد. علاوه بر این، از آنجایی که رنگ پلاسمونیک کل طیف مادون قرمز را منعکس میکند، گرمای کمتری توسط رنگ جذب میشود و در نتیجه سطح زیر ۲۵ تا ۳۰ درجه فارنهایت خنکتر از زمانی است که با رنگ استاندارد تجاری پوشانده میشود.
بیش از ۱۰ درصد از کل برق در ایالات متحده صرف استفاده از تهویه مطبوع میشود. تفاوت دمایی که رنگ پلاسمونیک ایجاد میکند، منجر به صرفهجویی قابل توجهی در انرژی خواهد شد. استفاده از الکتریسیته کمتر برای خنک کردن نیز انتشار دیاکسید کربن و گرمایش جهانی را کاهش میدهد. رنگ پلاسمونیک همچنین بسیار سبک وزن است.»
چاندا میگوید این رنگ آنقدر سبک است که سه پوند از آن میتواند یک بوئینگ ۷۴۷ را بپوشاند که مقدار آن در مقایسه با رنگهای معمولی اصلا به حساب نمیآید.
علاقه چاندا به رنگ ساختاری از جنبوجوش پروانهها نشات گرفته است.
به گفته این محقق، گامهای بعدی این پروژه شامل بررسی بیشتر جنبههای صرفهجویی در انرژی رنگ برای بهبود قابلیت حیات آن بهعنوان رنگ تجاری است. غیر سمیبودن، خنککنندگی و وزن فوقالعاده سبک نیز از ویژگیهای این رنگ هستند که باید روی آنها تحقیق و کار شود.