Исследователи из Кембриджского университета разработали сверхтонкое, нетоксичное, лёгкое и съедобное ультрабелое покрытие, которое можно использовать для создания более ярких красок в косметической, пищевой или фармацевтической промышленности. Новая краска не содержит оксида титана, и её создали после изучения особого вида жуков, сообщает .
Учёные нашли решение, как сделать ультрабелое покрытие, используя только органические материалы. Исследователи расположили в определённом порядке тонкие, спагеттиобразные нити натуральной целлюлозы (нанофибриллы), объединяя тонкие нити с более толстыми. Так получились структуры, которые и создали ультрабелое вещество, слой которого в 20 раз тоньше бумаги.
Мембраны, изготовленные из тончайших волокон, почти прозрачны, а добавление средних и толстых волокон приводит к созданию непрозрачной мембраны. Таким образом, учёные смогли точно «настроить» геометрию нанофибрилл, чтобы они лучше отражали свет.
Вдохновение для этой идеи возникло после изучения особого типа насекомых — жука Cyphochilus, найденного в Юго-Восточной Азии. В природе этот жук имеет белый цвет, но не благодаря пигментам, а за счёт использования геометрии плотной сети хитина — молекулы, которая также встречается в оболочках моллюсков, экзоскелетах насекомых и клеточных стенках грибов. Структура хитина рассеивает свет чрезвычайно эффективно — в результате ультрабелые покрытия очень тонкие и лёгкие.
Открытие команды учёных состояло в том, что они поняли, как использовать целлюлозу, чтобы она выполняла ту же функцию, что и хитин у жуков.
Яркие цвета обычно получаются при использовании пигментов, поглощающих определённые длины волн света и отражающих другие, которые наши глаза воспринимают как цвет. Однако, чтобы мы могли увидеть белый цвет, все длины волн света должны отражаться с одинаковой эффективностью.
Большинство коммерчески доступных белых средств, таких как солнцезащитные кремы, косметика и краски, содержат высокопреломляющие частицы (как правило, диоксид титана или оксид цинка). Эти материалы, считающиеся безопасными, не являются полностью устойчивыми или биосовместимыми.
Учёные предлагают заменить эти оксиды органическим веществом — целлюлозой: новый материал покрытия более эффективный и экологически чистый. Он рассеивает свет в 20—30 раз лучше бумаги. Поскольку целлюлоза природно содержится в растениях, новый материал полностью безопасен для использования. Это позволит использовать его в пищевых продуктах и фармацевтических препаратах для получения ярких устойчивых и биосовместимых белых материалов следующего поколения.
Изобретение, опубликованное в , получило патент, открывший путь для коммерческого продвижения под руководством бизнес-подразделения университета .
Читайте далее:
Кондиционеры уходят в прошлое: создана краска, которая охлаждает здания
Отслаивающаяся краска защищает любую поверхность — разработка из Японии
В Германии создали противообрастающую краску для судов, которая безопасна для морских обитателей
