Extrusion Russian Edition 4-5-2020

43 ЭКСТРУЗИЯ 4-5/2020 МАТЕРИАЛЫ О слепительно белая поверхность делает мебель и дру- гие предметы аккуратными, светлыми и современны- ми. До сих пор стандартным пигментом для окрашивания лаков, красок, пластмасс, а также косметики, продуктов пи- тания, жевательной резинки или таблеток в белый цвет был диоксид титана. Однако применение данного красителя часто подвергается критике. «Диоксид титана имеет очень высокий коэффициент преломления, он почти полностью отражает падающий свет, однако его недостаток заключа- ется в том, что его частицы не разлагаются и тем самым в течение длительного времени загрязняют окружающую среду», — говорит профессор Хендрик Хельшер, который возглавляет научно-исследовательскую группу по изуче- нию биомиметических поверхностей в Технологическом институте Карлсруэ. Кроме того, есть опасение, что диок- сид титана может быть вредным для здоровья. «Мы избегаем использования вредных для окружающей среды и здоровья пигментов за счет того, что создаем пори- стые полимерные структуры с сопоставимо высоким рассеи- ванием», — продолжает Хельшер. На эти исследования уче- ных вдохновил белый жук Cyphochilus insulanus, чешуйки которого ввиду особой наноструктуры хитинового панциря имеют белый цвет. «По этому примеру мы изготавливаем из полимерных материалов твердые пористые наноструктуры, похожие на губку», — говорит Хельшер. Подобно пузырькам в пене для бритья или для ванн здесь сама структура поверх- ности обеспечивает рассеивание света, благодаря которому материал кажется белым. Новый недорогой и безвредный способ может использоваться для придания белизны самым разнообразным поверхностям. «Полимерные пленки, изготовленные по нашей техно- логии, отличаются чрезвычайной тонкостью, гибкостью и легкостью, однако при этом они характеризуются механи- ческой прочностью и могут наноситься промышленным способом на самые разнообразные изделия», — продолжает ученый-физик. При толщине всего 9 мкм новая полимер- ная пленка отражает более 57% падающего света. Более толстая пленка отражает уже от 80 до 90% света. В ходе разработки пористая микроструктура наносилась на акриловое стекло. Однако вместо него могут использо- ваться и другие полимерные материалы. «Помимо пленок в белый цвет могут окрашиваться и предметы целиком. На следующем этапе мыпланируемполучить частицыв виде не- больших сфер, например, чтобы иметь возможность внести их в другие материалы, — говорит Хельшер. —Кнам уже по- ступили запросы от фирм, которые стремятся сделать свою продукцию более экологичной и безопасной». Зачастую ин- женеры разрабатывают решения на базе сырья, состоящего из множества разных химических элементов, между темпри- рода обычно ограничивается одним исходным материалом, который благодаря сложной трехмерной структуре имеет высокие механические, визуальные и физико-химические свойства. По словам исследователя, наука бионика, которая занимается изучениемявлений природыи их имитацией для использования в технике, часто подводит ученых к выработ- ке абсолютно новых решений, которые было невозможно найти другими способами. Karlsruher Institut fuer Technologie (KIT) www.materials.kit.edu/index.php www.kit.edu Ослепительно белый цвет без пигментов Технологический институт Карлсруэ (KIT) разработал технологию, позволяющую производить сверхтонкие полимерные пленки с высоким показателем рассеивания света. Недорогой материал может наноситься промышленным способом на самые разнообразные предметы, придавая им белизну и привлекательный внешний вид. Кроме того, новая технология позволяет сделать продукцию более экологичной. На создание наноструктурированной полимерной пленки, создающей ослепительно белое покрытие, ученых вдохновил белый жук Cyphochilus insulanus (фото: Julia Syurik, KIT) Видео «Учимся у жуков: поверхность по природному образцу» можно посмотреть здесь: https://media.bibliothek.kit.edu /world/2020/DIVA-2020-197_mp4.mp4