Quando senti le parole "vernice sostenibile" potresti pensare a una senza COV, ma c'è un nuovo rivestimento in città che promette di essere ancora più ecologico. Come molte grandi innovazioni, questa nuova vernice è stata scoperta per caso. Si è trattato di un fallimento nella realizzazione di uno specchio che imita strutturalmente i colori naturali presenti sugli animali. Gli scienziati che l'hanno creata affermano che è più leggera e più duratura della vernice tradizionale e offre un effetto rinfrescante.
Chiaramente, ci sono molte possibili applicazioni per un prodotto del genere, che i creatori chiamano vernice colorata strutturale plasmonica ultraleggera, indipendentemente dal fatto che tu capisca o meno come funziona. Ma proviamo a fare un po' di luce su questa novità.
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Prima di immergersi nella pittura plasmonica, può essere utile rivedere come funziona la vernice normale e come ha funzionato per millenni.
Per produrre la vernice, pigmenti come minerali, metalli o sostanze chimiche vengono miscelati con un liquido, solitamente olio. Sono i pigmenti che danno alla vernice il suo colore e funzionano assorbendo alcune lunghezze d'onda della luce e riflettendone altre. Ciò che viene riflesso è ciò che vediamo come colore.
Il problema con questo metodo collaudato per produrre vernice è che può essere realizzato con sostanze chimiche tossiche, è chimicamente instabile e può sbiadire nel tempo. Intrappola anche il calore. Anche la vernice bianca non riflette completamente la luce solare.
Un team di ricercatori dell'Università della Florida Centrale (UCF) stava lavorando alla realizzazione di uno specchio di alluminio e ha notato frustranti "grumi di atomi di alluminio abbastanza piccoli da essere invisibili ma abbastanza grandi da disturbare la brillantezza dello specchio", secondo Wired.
Sebbene fosse una brutta notizia per il loro progetto dello specchio, si resero conto che i minuscoli atomi oscillavano nella luce bianca e nella luce riflessa. La dimensione degli atomi determinava quale colore riflettevano.
Ciò significava che i ricercatori potevano generare colori diversi semplicemente utilizzando particelle di alluminio di dimensioni diverse. Quando le particelle vengono attaccate allo specchio e convertite in scaglie di colore, possono essere mescolate con un liquido per creare la vernice.
Questo tipo di produzione del colore è chiamato "strutturale" ed è il modo in cui molte specie producono il loro colore, secondo il ricercatore Debashis Chanda, professore al NanoScience Technology Center dell'UCF.
"La gamma di colori e sfumature nel mondo naturale [è] sorprendente:da fiori colorati, uccelli e farfalle a creature sottomarine come pesci e cefalopodi", ha detto Chanda sulla rivista UCF Today. "Il colore strutturale funge da meccanismo primario di generazione del colore in diverse specie estremamente vivide in cui la disposizione geometrica di due materiali tipicamente incolori produce tutti i colori. D'altra parte, con il pigmento artificiale, sono necessarie nuove molecole per ogni colore presente."
"Ma la natura ha un modo molto diverso di creare il colore rispetto a noi", ha detto Chanda. I colori visualizzati dalle farfalle, ad esempio, sono creati dalla natura senza pigmenti. Le superfici delle ali delle farfalle diffondono la luce per creare un colore strutturale privo di pigmenti e che dura più a lungo.
Nella nuova vernice, i materiali incolori sono alluminio e ossido di alluminio.
Va tutto bene, ma in che modo la vernice strutturale supera la vernice pigmentata? Secondo i ricercatori i vantaggi sono notevoli.
Poiché controlla il modo in cui la luce viene "riflessa o diffusa" invece di assorbirla, la vernice strutturale è più stabile nel tempo, il che significa che i colori non sbiadiscono. Ciò significa che non è necessario ridipingere una superficie ogni pochi anni. Un altro vantaggio ambientale è che queste nuove vernici verrebbero prodotte solo con metalli e ossidi anziché con pigmenti artificiali e sostanze chimiche.
La cosa più interessante è che, grazie alla sua struttura, la vernice plasmonica è più leggera in due modi.
Innanzitutto, riflette la luce e assorbe meno calore, mantenendo la sua superficie da 25 a 30 gradi Fahrenheit (da meno 3,8 a meno 1,1 gradi Celsius) più fresca di una superficie verniciata con vernice commerciale standard, secondo UCF Today. Ciò può avere grandi vantaggi nel mantenere gli edifici più freschi, richiedendo così un minore utilizzo di meccanismi di raffreddamento interni.
In secondo luogo, la vernice pesa molto meno della vernice tradizionale. In effetti, "la vernice colorata strutturale offre una riflessione del 100% con un solo strato ultrasottile di pigmento", hanno osservato i ricercatori. Il peso della vernice potrebbe non sembrare un grosso problema, ma lo è se sei un aereo. Secondo ScienceAlert, la differenza sarebbe di circa 1.000 libbre (454 chilogrammi) su un Boeing 747, il che comporterebbe un enorme risparmio nell'uso e nel costo del carburante su ogni volo.
Questo è interessanteIn passato gli scienziati hanno sviluppato colori con struttura ingegnerizzata; tuttavia, secondo i ricercatori, non sono stati in grado di visualizzare costantemente un colore specifico e le loro tecniche di fabbricazione li hanno resi troppo costosi per la fattibilità commerciale.
