由神户大学研究生院研究生 Yuki Tanaka 领导的研究小组证明,通过使用独特开发的结构色墨水,可以创造出世界上最轻的结构色涂料。

 近年来,结构色作为一种不褪色的着色技术备受关注。本身不具有“颜色”的材料的微观结构会周期性排列以产生颜色。颜色是由周期性结构引起的光的干涉和衍射产生的,并且颜色根据视角变化为彩虹色。传统结构中数百纳米的细颗粒在三维空间排列,需要精确创建周期性结构,并且无法通过涂层或印刷工艺着色。

 该研究小组迄今为止开发了一种着色方法,该方法利用硅纳米结构表现出的“米氏共振”现象,并利用特定波长的光的强散射,并生产出根据颗粒尺寸改变颜色的“结构彩色纳米颗粒墨水”向世界展示,这是第一次实现。

 在这项研究中,我们使用结构着色纳米粒子墨水在玻璃基板上形成硅纳米粒子的单层薄膜,并研究其着色特性。结果,单层膜根据粒径呈现出紫色至橙色的结构色,即使从45度的角度观察也几乎没有变化,并且与传统的结构色不同,角度依赖性非常小。此外,峰值反射率为30%至50%,单层硅纳米粒子即可实现足够明亮的结构色。

 此外,当硅纳米颗粒单层膜被部分氧化以人为地增加颗粒之间的距离时,发现硅纳米颗粒稀疏地分散在基板上(颗粒数量比单层膜中的颗粒少)。但我能够将其着色使用结构色。

 这一成就的结果是,可以用比传统油漆少得多的量进行涂漆,并且例如,大型飞机的涂漆重量可能会减少到更少,否则需要数百公斤。小于重量的100/1。

纸张信息:[ACS 应用纳米材料] 用于结构着色的单层米氏共振硅纳米球

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