Хитиновые чешуйки жука подсказали, как получить яркий белый цвет без пигментов

Сегодня для придания белого цвета лакам, краскам, продуктам и даже лекарствам используется порошок диоксида титана (пищевая добавка E171). Это вещество не разлагается в природе и даже есть исследования, которые ставят под сомнение безопасность диоксида титана для здоровья человека. Немецкие ученые предлагают заменить диоксид титана наноструктурированным материалом с высокой отражающей способностью, секрет которого подсмотрен у природы.

Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT) изучили строение хитиновых чешуек жука Cyphochilus insulanus (род хрущей). Этот жук интересен тем, что он в солнечном свете выглядит белоснежно белым, хотя его чешуйки не несут окраски с таким пигментом. Высокое рассеивание отраженного света от чешуек происходит за счет уникальной наноструктуры их поверхности. Если подобной текстурой покрыть мебель или поверхность других изделий, то они будут казаться ярко белыми даже без покраски. Тем самым диоксид титана с его сомнительными экологическими свойствами может уйти в прошлое.

Сотрудники Технологического института Карлсруэ разработали техпроцесс получения полимерной фольги с наноструктурированной поверхностью. Несмотря на то, что фольга чрезвычайно тонкая, гибкая и легкая, она механически стабильная и может быть использована в широком спектре продукции. При толщине 9 мкм такая пленка отражает 57 % падающего света. Увеличивая толщину структуры можно добиться 90 % отражения падающего света.

По своей структуре полимерная светоотражающая поверхность напоминает пористую губку. Она отражает свет по тому же принципу, как это происходит с пеной для бритья. Материал, покрытый такой структурой, выглядит белым, хотя окраске он не подвергается. Для придания подобных свойств лаку или краске можно добавлять в него микроструктурные шарики из нового материала, тогда изделиям можно будет придавать белый цвет без добавления пигмента в виде диоксида титана. Утверждается, что ряд производителей лакокрасочных материалов заинтересовались разработкой.