Версия для слабовидящих
В Гарварде разрабатывается ультратонкое цветное покрытие Печать Email
Новости науки
25.12.2014

Большинство людей вряд ли догадываются, что покрытия из краски – крайне важный компонент любого произведённого элемента. Если объект достаточно большой или же в случае производства множества объектов краска может в значительной степени добавить производственных затрат и веса.

Именно поэтому исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук разработали новую лёгкую и недорогую технологию окраски шероховатых и гладких поверхностей.

Методика разрабатывается аспирантом Михаилом Кацем (Mikhail Kats) и его научным руководителем Федерико Капассо (Federico Capasso). Для "окраски" изделий учёные использовали электронно-лучевой испаритель. В нём атомы металла переводятся в газовую форму под воздействием потока электронов. Внутри стерильной камеры пар проходит вверх сквозь вакуумную полость и осаждается на поверхности металлического элемента, размещённого в его верхней части. Если деталь неметаллическая, на неё сначала наносится базовый слой испарённого металлического пара. Повторяя этот процесс много раз, можно нанести на элемент несколько слоёв.

В результате получается ультратонкое цветное покрытие-полупроводник толщиной лишь в несколько нанометров. Это покрытие, как и любое другое, рассеивает отражённый свет, а значит, имеет определённый цвет. Цвет зависит от используемых материалов и их количества.

Исследователи показали, как эффекты интерференции работают на грубых материалах, таких как бумага (фото Eliza Grinnell).

В ходе тестирования технологии Кац покрыл лист бумаги плёнкой, состоящей из золота и германия. Предыдущие исследования показали, что технология работает на гладких поверхностях. На сей раз учёные применили её к шероховатой, грубой поверхности.

Золото может иметь не только золотой цвет, так как цвет сильно зависит от строения поверхности. Сам Кац сравнивает получающееся покрытие с тонкой радужной плёнкой бензина на воде: меняя свою толщину и структуру, она даёт разные цвета.

Стоит отметить, что бумага остаётся гибкой даже после нанесения покрытия, правда, цвет по-разному проявляется с разных углов. Опять же из-за особой микроструктуры покрытия.

Несмотря на то, что золото — весьма дорогой металл, потребовалось его очень малое количество. Кроме того, исследователи испытали технологию и с рядом других металлов, в том числе — с алюминием.

"Этот способ окраски требует очень тонкого слоя материала: примерно 10-30 нанометров, – рассказывает Кац. – И это намного тоньше, чем обычное лакокрасочное покрытие".

Покрытие может быть использовано на ткани и других гибких материалах, а также включено в оптоэлектронные приборы, например, в солнечные батареи (фото Eliza Grinnell).

По словам разработчиков, технология может быть использована для окрашивания практически любого материала, в том числе шероховатого или гибкого. Кроме того, поскольку покрытия поглощают много света, они могут найти применение в оптоэлектронных приборах, таких как фотоприёмники или солнечные батареи (мы о таких писали).

Небольшая толщина слоя краски также может подчас иметь решающее значение. Капассо, например, вспоминает, что внешний топливный бак шаттла NASA изначально был покрыт белой краской. После первых двух миссий инженеры решили не наносить краску, что сэкономило 272 килограмма веса (для космической отрасли это очень большая разница).

Добавим, что ранее Капассо и его коллеги также разработали материалы, один из которых обманул тепловизор, а второй позволил собирать тепло Земли для питания.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2224743

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта