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Aug 06, 2023

蝶は顔料を使わずに絵の具にインスピレーションを与える

I colori brillanti nella maggior parte delle vernici sono costituiti da pigmenti.Tuttavia, nel tempo, queste vernici

ほとんどの絵の具の明るい色は顔料から作られています。 しかし、時間が経つと、これらの塗料は色を失うことが多く、一部の顔料は特定の用途では有毒になる可能性があります。 現在、研究者は顔料を一切使用せずに絵の具の色を作成する方法を開発しました。この方法は、蝶の羽に明るい色合いを与えるのと同じ科学にインスピレーションを得ています。

蝶の羽の青い色は青い色素ではなく、青い光の反射です。 同じ... [+] 物理学にインスピレーションを得た構造ペイント。 (写真提供: Peter Travers/Digital Camera Magazine/Future via Getty Images)

太陽または人工光から物体に光が当たると、光の一部が吸収され、残りが反射される傾向があります。 すべての光が吸収されると、物体は黒く見えます。 すべてが反射されている場合は、白 (または元の光源の色) になります。 しかし、私たちが物体を色で見るとき、それは多くの場合、特定の波長だけが反射されたことを意味します。 絵の具に含まれる顔料はそれぞれ、特定の波長のみを捉えるように特別に調整されており、残りの反射光が目に見える色を決定します。 これが、壁、衣服、本、植物、ペットの毛皮を見るときの色の仕組みです。 しかし、色を作成する別の方法があります。

蝶の羽など、自然界の一部の色は、光を吸収するためだけでなく、主に特定の波長を反射するため、独特の色を持っています。 目に見える色は、顔料の代わりに、翼の構造的特徴を反射する詳細な配置によって引き起こされます。

セントラルフロリダ大学（UCF）ナノサイエンステクノロジーセンターのデバシス・チャンダ氏の研究グループは、蝶の羽からインスピレーションを得て、色を生成するために小さな構造からの光の反射も利用する塗料を作成する方法を開発した。

従来の顔料ベースの塗料とは異なり、これらの構造用塗料は日光にさらされすぎても色あせません。 「色素が光子を吸収する能力を失うため、通常の色は褪色します」とチャンダ氏はUCFに語った。 「ここでは、その現象に制限されません。構造色で何かをペイントすると、それは何世紀にもわたって残るはずです。」

構造用塗料のその他の利点は、軽量であるため、表面を覆うのにそれほど多くの塗料を必要としないことです。 また、従来の塗料よりも熱の吸収が少ないため、表面を涼しく保ち、夏の空調のコストとエネルギーを削減するために使用できる可能性があります。

しかし、これらの利点を大規模にテストするには、大学の研究室よりも大きな施設で塗料を作成する必要があります。

「現時点では、スケールアッププロセスを経ない限り、学術研究室で生産するには依然として高価です。」 チャンダさんは言う。 そこで彼にとっての次のステップは、絵の具のユニークな側面についてさらに学ぶことです。 「非毒性、冷却効果、超軽量など、他の従来の塗料では実現できない、異なるものを実現する必要があります。」

研究者らが蝶の羽の物理学に基づいて塗料を開発したのはこれが初めてではない。 レクサスは、2017年に同様のタイプの塗料、レクサス・ストラクチュラル・ブルーを発売した。しかし、車愛好家は、この珍しい塗料では最小の傷さえ修復するのが難しい可能性があることに気づいた。そのため、新しいタイプの構造用塗料については、おそらくそれが考慮すべき別の事柄となるだろう。同じように。