یک هواپیمای مسافربری را می‌توان با کمتر از ۲ کیلو رنگ، رنگ کرد؟

معمولا برای رنگ کردن یک جامبوجت ۷۴۷ نزدیک به ۵۰۰ کیلو رنگ نیاز است. محققان رنگ نانویی ساختند که می‌توان با تقریبا ۱٫۵ کیلو از آن چنین هواپیمایی را رنگ کرد.

رنگ‌های سنتی از رنگدانه‌های مصنوعی رنگ می‌گیرند که به مرور زمان محو می‌شوند و چندان سازگار با محیط زیست نیستند. اگرچه ممکن است به زودی جایگزین نانویی بهتری برای آن‌ها وجود داشته باشد که دارای نانوساختارهای تولیدکننده رنگ باشند.

پیش از این فناوری‌هایی توسعه داده شده‌اند که از ساز و کاری مشابه روشی که بال‌های پروانه‌ها رنگ‌های زنده ایجاد می‌کنند، تقلید می‌کنند. این بال‌ها از رنگدانه‌های طبیعی بهره‌مند هستند که حاوی ساختارهای نانومقیاس‌اند که نور سفید محیط را منعکس، پراکنده و جذب می‌کنند به گونه‌ای که به صورت رنگ‌هایی مانند قرمز روشن، آبی یا سبز دیده می‌شود.

دانشمندان دانشگاه مرکزی فلوریدا به رهبری پروفسور دباشیس چاندا، این پدیده را در آزمایشی به نام “رنگ پلاسمونیک” شبیه‌سازی کردند.

آن‌ها از ورقه‌های ریز آینه مانند آلومینیوم همراه با یک مایع بایندر تجاری (یک رزین پلیمری و الکل ایزوپروپیل)، استفاده کردند. بسته به اندازه و فاصله نانوذرات، این پوسته‌ها فیروزه‌ای، سرخابی یا زرد به نظر می‌رسند. رنگ‌های مختلف را می‌توان با مخلوط کردن رنگ‌ها در نسبت‌های متفاوت تولید کرد.

به گفته چاندا، آلومینیوم استفاده شده در رنگ نسبت به رنگدانه‌های مصنوعی که در حال حاضر در رنگ‌های معمولی استفاده می‌شود، آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کند. علاوه بر این، در حالی که این رنگدانه‌ها به تدریج توانایی خود را برای جذب فوتون در طول سال‌ها از دست می‌دهند، که منجر به ظاهری کدرتر می‌شود، این تکه‌های نانوساختار همان رنگ‌های درخشان را به‌طور نامحدود و دراز مدت تولید می‌کنند.

علاوه بر این، به لطف نسبت سطح به ضخامت زیاد، مقدار بسیار کمی از رنگ پلاسمونیک برای پوشش موثر سطح مورد نیاز است. به‌عنوان مثال، برای پوشش دادن یک جامبو جت ۷۴۷ تنها حدود ۳ پوند (۱٫۴ کیلوگرم) رنگ مورد نیاز است، در حالی که برای انجام همان کار به بیش از ۱۰۰۰ پوند (۴۵۴ کیلوگرم) رنگ معمولی نیاز است. این نتایج رنگ پلاسمونیک را به سبک‌ترین رنگ جهان تبدیل می‌کند.

در نهایت، چون رنگ تمام طیف نور مادون قرمز را منعکس می‌کند، گرمای بسیار کمی را جذب می‌کند. در نتیجه، سطوح زیرین طبق گزارشات ۲۵ تا ۳۰ درجه فارنهایت (۱۴ تا ۱۷ درجه سانتی‌گراد) خنک‌تر از سطوحی هستند که با رنگ سنتی همرنگ پوشانده شده بودند.

چاندا گفت: «بیش از ۱۰ درصد از کل برق آمریکا صرف استفاده از تهویه مطبوع می‌شود. تفاوت دما که رنگ پلاسمونیک وعده می‌دهد منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در انرژی می‌شود. استفاده از الکتریسیته کمتر برای خنک‌کردن نیز انتشار دی اکسید کربن را کم کرده و گرمایش جهانی را کاهش می‌دهد.»

رنگ پلاسمونیک تولید شده در آزمایشگاه در حال حاضر گران‌تر از رنگ‌های رنگدانه‌ای تولید انبوه است. انتظار می‌رود که در آینده قیمت این رنگ‌ها کاهش یابد.