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Aug 06, 2023

나비는 안료 없이 페인트에 영감을 줍니다

대부분의 페인트의 밝은 색상은 안료에서 나옵니다. 하지만 시간이 지나면서 이 페인트들은

대부분의 페인트의 밝은 색상은 안료에서 나옵니다. 그러나 시간이 지남에 따라 이러한 페인트는 색상이 사라지는 경우가 많으며 일부 안료는 특정 응용 분야에서 독성이 있을 수 있습니다. 이제 연구자들은 색소를 사용하지 않고 페인트 색상을 만드는 방법을 개발했으며 이는 나비 날개에 밝은 색상을 부여하는 동일한 과학에서 영감을 얻었습니다.

나비 날개의 파란색은 파란색 색소가 아니라 파란색 빛이 반사된 것입니다. 같은 ... [+] 물리학은 구조용 페인트에 영감을 주었습니다. (사진 제공: Peter Travers/Digital Camera Magazine/Future via Getty Images)

태양이나 인공 조명에서 빛이 물체에 떨어지면 빛의 일부를 흡수하고 나머지는 반사하는 경향이 있습니다. 모든 빛이 흡수되면 물체는 검게 보입니다. 모든 것이 반사되면 흰색(또는 원래 광원의 색상)입니다. 그러나 우리가 물체를 색깔로 볼 때 이는 종종 특정 파장만 반사된다는 것을 의미합니다. 페인트의 안료는 각각 특정 파장만 포착하도록 특별히 맞춤 제작되었으며, 남은 반사광에 따라 보이는 색상이 결정됩니다. 이것이 바로 벽, 옷, 책, 식물 또는 애완동물의 털을 볼 때 색상이 작용하는 방식입니다. 그러나 색상을 만드는 또 다른 방법이 있습니다.

나비 날개와 같은 자연의 일부 색상은 흡수하는 빛 때문만이 아니라 주로 특정 파장을 반사하기 때문에 뚜렷한 색상을 갖습니다. 당신이 보는 색깔은 색소 대신 날개의 구조적 특징을 반영하는 세밀한 배열로 인해 발생한다.

나비 날개에서 영감을 받은 센트럴 플로리다 대학교(UCF) 나노과학 기술 센터의 Debashis Chanda 연구 그룹은 작은 구조의 빛 반사를 사용하여 색상을 생성하는 페인트를 만드는 방법을 개발했습니다.

기존의 안료 기반 페인트와 달리 이러한 구조용 페인트는 태양에 너무 많이 노출된 후에도 퇴색되지 않습니다. Chanda는 UCF에 "안료가 광자를 흡수하는 능력을 잃기 때문에 정상적인 색상이 희미해집니다."라고 말했습니다. "여기서 우리는 그 현상에 국한되지 않습니다. 일단 구조적 색상으로 무언가를 칠하면 수세기 동안 유지되어야 합니다."

구조용 페인트의 또 다른 장점은 가볍기 때문에 표면을 덮는 데 많은 페인트가 필요하지 않다는 것입니다. 또한 기존 페인트보다 열을 덜 흡수하므로 표면을 더 시원하게 유지하고 여름에 에어컨 비용과 에너지를 줄이는 데 사용할 수 있습니다.

그러나 이러한 이점을 더 큰 규모로 테스트하려면 대학 연구실보다 더 큰 시설에서 페인트를 만들어야 합니다.

"현재로서는 규모 확장 과정을 거치지 않는 한 학술 연구실에서 생산하는 데 여전히 비용이 많이 듭니다." 찬다는 말한다. 그래서 그에게 있어서 다음 단계는 페인트의 독특한 측면에 대해 더 많이 배우는 것입니다. "무독성, 냉각 효과, 초경량 등 기존 페인트가 할 수 없는 차별화된 기능을 테이블에 가져와야 합니다."

연구자들이 나비 날개의 물리학을 기반으로 페인트를 개발한 것은 이번이 처음이 아닙니다. Lexus는 2017년에 유사한 유형의 페인트인 Lexus Structural Blue를 출시했습니다. 그러나 자동차 애호가들은 이 특이한 페인트로는 아주 작은 흠집조차 수리하기 어려울 수 있다는 점을 알아차렸으므로 이는 아마도 새로운 유형의 구조용 페인트에 대해 고려해야 할 또 다른 사항일 것입니다. 또한.