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Nov 15, 2023

蝶からインスピレーションを得て、科学者が世界で最も軽い絵の具を開発

セントラルフロリダ大学より 2023年4月2日 セントラルフロリダ大学の研究者が、蝶にインスピレーションを得た環境に優しい軽量塗料を開発した。 プラズモニックペイントはナノスケールを使用

セントラルフロリダ大学より 2023 年 4 月 2 日

セントラルフロリダ大学の研究者が、蝶をイメージした環境に優しい軽量塗料を開発した。 プラズモニック ペイントは顔料の代わりにナノスケール構造を使用するため、エネルギー効率が高く、色が長持ちします。 また、世界最軽量の塗料でもあり、わずか 150 ナノメートルの厚さでフルカラーを実現します。

人工合成分子を必要とする顔料ベースのカラーペイントの代わりに、UCFの研究者は、より自然で環境に優しく、軽量なカラーペイントを製造する代替方法を開発しました。

A researcher has developed an environmentally friendly, lightweight, and long-lasting paint inspired by butterflies. Instead of using artificially synthesized pigment molecules, the plasmonic paint employs nanoscaleThe nanoscale refers to a length scale that is extremely small, typically on the order of nanometers (nm), which is one billionth of a meter. At this scale, materials and systems exhibit unique properties and behaviors that are different from those observed at larger length scales. The prefix "nano-" is derived from the Greek word "nanos," which means "dwarf" or "very small." Nanoscale phenomena are relevant to many fields, including materials science, chemistry, biology, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">アルミニウムや酸化アルミニウムなどの無色の材料をナノスケールで構造的に配置して色を生成します。 この構造色は、赤外線スペクトル全体を反射するため、より環境に優しくエネルギー効率が高く、表面を涼しく保ち、空調の使用量を削減できる可能性があります。 また、この塗料は非常に軽量で、わずか150ナノメートルの厚さでフルカラーを実現しており、世界最軽量の塗料となっています。 今後の研究は、生産規模を拡大し、商業用途における塗料のエネルギー節約の可能性を探ることに焦点を当てます。

セントラルフロリダ大学の研究者であり、UCF ナノサイエンス技術センター教授であるデバシス・チャンダ氏は、蝶からインスピレーションを得て、顔料ベースの着色剤に代わる初の環境に優しい、大規模かつ多色の代替品を作成しました。地球温暖化の削減に貢献します。

The development was published in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Science Advances が特集記事として取り上げられました。

UCF が開発したプラズモニック ペイントは、顔料の代わりに無色の材料 (アルミニウムと酸化アルミニウム) のナノスケール構造配置を使用して色を作成します。 ここでは、研究のきっかけとなった昆虫である金属蝶の羽にプラズモニックペイントが塗布されています。 クレジット: セントラルフロリダ大学

“The range of colors and hues in the natural world are astonishing — from colorful flowers, birds and butterflies to underwater creatures like fish and cephalopodsCephalopods are a type of marine animal that includes squids, octopuses, cuttlefish, and nautiluses. They are known for their intelligence and advanced sensory abilities, and have a unique body structure that allows them to move quickly through the water using jet propulsion. Cephalopods have tentacles, which they use to capture prey and defend themselves, and can change the color and pattern of their skin to communicate and camouflage. They are found in all the world's oceans and are an important part of the marine ecosystem." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">cephalopods,” Chanda says. “Structural color serves as the primary color-generating mechanism in several extremely vivid speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"species where geometrical arrangement of typically two colorless materials produces all colors. On the other hand, with manmade pigment, new molecules are needed for every color present.”/p>

Additionally, because plasmonic paint reflects the entire infrared spectrum, less heat is absorbed by the paint, resulting in the underneath surface staying 25 to 30 degrees FahrenheitThe Fahrenheit scale is a temperature scale, named after the German physicist Daniel Gabriel Fahrenheit and based on one he proposed in 1724. In the Fahrenheit temperature scale, the freezing point of water freezes is 32 °F and water boils at 212 °F, a 180 °F separation, as defined at sea level and standard atmospheric pressure. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"Fahrenheit cooler than it would if it were covered with standard commercial paint, the researcher says./p>