由神戶大學研究生院研究生 Yuki Tanaka 領導的研究小組證明,透過使用獨特開發的結構色墨水,可以創造出世界上最輕的結構色塗料。
近年來,結構色作為一種不褪色的著色技術備受關注。本身不具有“顏色”的材料的微觀結構會週期性排列以產生顏色。顏色是由週期性結構引起的光的干涉和衍射產生的,並且顏色根據視角變化為彩虹色。傳統結構中數百奈米的細顆粒在三維空間排列,需要精確創建週期性結構,並且無法透過塗層或印刷製程著色。
該研究小組迄今為止開發了一種著色方法,該方法利用矽奈米結構表現出的「米氏共振」現象,並利用特定波長的光的強散射,並生產根據顆粒尺寸改變顏色的「結構彩色奈米顆粒墨水」向世界展示,這是第一次實現。
在這項研究中,我們使用結構著色奈米粒子墨水在玻璃基板上形成矽奈米粒子的單層薄膜,並研究其著色特性。結果,單層膜根據粒徑呈現出紫色至橙色的結構色,即使從45度的角度觀察也幾乎沒有變化,並且與傳統的結構色不同,角度依賴性非常小。此外,峰值反射率為30%至50%,單層矽奈米粒子可達到足夠明亮的結構色。
此外,當矽奈米顆粒單層膜被部分氧化以人為地增加顆粒之間的距離時,發現矽奈米顆粒稀疏地分散在基板上(顆粒數量比單層膜中的顆粒少)。但我能夠將其著色使用結構色。
這項成就的結果是,可以用比傳統油漆少得多的量進行塗漆,並且例如,大型飛機的塗漆重量可能會減少到更少,否則需要數百公斤。小於重量的100/1。