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Aug 05, 2023

과학자들이 환경을 창조하다

Ava Norgrove 플로리다의 한 연구팀이 방금

에 의해

에바 노그로브

플로리다의 한 연구팀이 말 그대로 세계에서 가장 멋진 페인트를 만들었습니다.

센트럴 플로리다 대학의 나노과학 연구원인 Debashis Chanda는 다음과 같이 말했습니다.그의 팀은 전통적인 색소처럼 열을 흡수하지 않고도 빛을 반사하고 아름답고 선명한 색상을 만들어 내는 자연의 능력을 모방하는 방법을 개발했습니다.

Science Advances 저널에 게재된 Chanda의 연구는 구조적 색상과 사람들이 빠르게 따뜻해지는 세상에서 더 시원하게 살기 위해 이를 어떻게 사용할 수 있는지 설명하고 탐구합니다.

구조적 색상은 전통적인 색소 침착이 아니라 특정 방식으로 빛을 반사하기 위해 무색 재료를 배열하여 만들어집니다. 이 과정은 비가 내린 후 무지개가 만들어지는 방식과 썬캐처가 빛을 굴절시켜 눈부신 색상을 만드는 방식입니다.

지금까지 본 것 중 가장 아름다운 색상, 즉 가장 좋아하는 색상을 생각해 보세요. 생생한 포레스트 그린, 와인 레드 또는 로얄 블루. 당신에게 완벽한 색소가 무엇이든 그것은 아마도 당신의 벽, 손톱, 어쩌면 자동차나 자전거에도 색칠될 것입니다.

우리는 색상을 추구하며 수세기 동안 그래왔습니다. 그러나 일부 색상은 다른 색상보다 재현하기가 더 어렵습니다. 공작 깃털의 녹색, 나비 날개의 파란색은 인위적으로 재현하는 것이 거의 불가능합니다. 그 이유는 이것들이자연에서 발견되는 선명한 색상은 색소를 통해서는 얻을 수 없으며 모두 구조에 있습니다.

그럼 그게 무슨 뜻인가요?

체리를 먹은 후 입이 더러워졌던 때나 젖은 풀밭에 너무 오랫동안 앉아 있어서 청바지가 녹색으로 얼룩졌던 때를 생각해 보세요. 이것들은 색소입니다. 꽃, 허브, 과일, 심지어 무언가에 색을 부여하는 데 사용할 수 있는 벌레와 같은 천연 물질을 갈아서 만든 것입니다. 또는 이 경우에는 얼룩이 있습니다.

이러한 색상을 만들기 위해 중금속과 같은 합성 물질을 사용하여 생생한 페인트를 만듭니다.

"우리는 인공적으로 합성된 유기 분자와 금속을 많이 사용합니다."라고 Chanda는 NPR에 말했습니다. "깊은 파란색을 생각해 보세요. 코발트가 필요하고, 진한 빨간색에는 카드뮴이 필요합니다. 독성이 있습니다. 우리는 이런 종류의 페인트를 사용하여 자연과 서식지 전체를 오염시키고 있습니다. 그래서 우리의 주요 동기 중 하나는 색상을 만드는 것이었습니다. 무독성 물질을 기반으로 합니다."

그렇다면 단순히 공작 깃털을 갈아서 생생한 녹색, 파란색, 금색을 재현할 수는 없을까요? 색소가 없기 때문이죠. 공작 깃털을 포함하여 자연에서 가장 밝은 색상 중 일부는 전혀 착색되지 않습니다.

이 밝고 아름다운 색상은 빛의 굴절과 반사에 의해 만들어집니다. 날개, 깃털 또는 기타 재료의 구조가 보는 사람에게 빛을 반사하는 방식입니다. 이는 어떤 빛도 흡수하지 않고 눈에 보이는 색상의 형태로 다시 방출하는데, 이것이 흥미로운 점입니다.

Chanda의 연구는 자연스러운 색상과 그것이 자연에서 어떻게 얻어지는지에 대한 그의 매력으로 시작되었습니다.

구조가 만들어낼 수 있는 아름다운 색상 배열 외에도 Chanda는 안료와 달리 구조용 페인트가 적외선을 흡수하지 않는다는 사실도 발견했습니다.

적외선은 화창한 날에 검은색 자동차가 뜨거워지고 여름에 아스팔트가 만지면 뜨거워지는 이유입니다. 적외선은 열 에너지로 이러한 표면에 흡수됩니다. 색상이 어두울수록 색상이 있는 표면이 더 많이 흡수할 수 있습니다. 이것이 사람들이 더운 기후에서 더 밝은 색상을 입도록 권고받는 이유이며, 많은 건물이 밝은 흰색과 베이지색으로 칠해진 이유입니다.

Chanda는 구조용 컬러 페인트가 열을 흡수하지 않는다는 사실을 발견했습니다. 그것은 모든 적외선을 다시 반사시킵니다. 이는 급속히 따뜻해지는 기후에서 이 페인트가 지역 사회를 시원하게 유지하는 데 도움이 될 수 있음을 의미합니다.

Chanda와 그의 팀은 구조용 페인트와 상업용 페인트로 덮인 건물의 온도에 이 페인트가 미치는 영향을 테스트한 결과 구조용 페인트가 표면을 20~30도 더 시원하게 유지한다는 사실을 발견했습니다.

Chanda는 이것이 지구 온난화로 인한 기온 상승에 대처하는 동시에 우리가 밝고 다채로운 세상을 가질 수 있도록 하는 데 사용할 수 있는 대규모의 새로운 도구라고 말했습니다.