Nanoparticules incolores utilisées pour créer une peinture légère et colorée


Savez-vous que plus de 50 % de la pollution microplastique de nos océans provient des peintures colorées ? Presque tous les objets que les gens jettent dans l’océan, qu’il s’agisse d’un jouet cassé, d’un petit bouchon de bouteille ou d’une chaussure, ont une sorte de revêtement de couleur. Bien que vous puissiez essayer de collecter tous les objets en plastique jetés dans les océans, il n’y a aucun moyen de collecter les microplastiques qui se sont déjà mélangés à l’eau.

Les particules dérivées de la peinture ne sont pas seulement un problème dans l’océan ; ils se mélangent également à l’air que vous respirez. En 2010, des scientifiques ont étudié l’effet des produits chimiques utilisés dans la peinture murale commerciale sur la santé des enfants. Ils ont découvert que les enfants qui dorment dans des chambres dont les murs sont recouverts de peinture contenant des niveaux élevés de composés organiques volatils (COV) sont plus susceptibles de développer des conditions médicales telles que l’eczéma et l’asthme.

Cela signifie-t-il que les matériaux de peinture commerciaux continueront de dégrader notre environnement et notre santé ? Eh bien, il y a une nouvelle lueur d’espoir. Des chercheurs de l’Université de Floride centrale (UCF) ont récemment publié une étude qui décrit la « peinture plasmonique », un matériau léger et respectueux de l’environnement qui a le potentiel de remplacer la plupart des revêtements colorés. Ils affirment que leur peinture plasmonique est aussi la peinture la plus légère au monde car elle évite l’utilisation de pigments et de tous les matériaux nécessaires pour maintenir les pigments en place.

Pablo Cencillo Abad, le premier auteur de l’étude et chercheur au NanoScience Technology Center de l’UCF, a déclaré à Crumpa : « Notre peinture ultralégère est la plus légère au monde, et son utilisation à la place des pigments conventionnels peut aider à réduire le poids total des objets, ce qui est extrêmement bénéfique pour l’industrie aérospatiale.

Il a ajouté: «Comme exemple d’une application prête, considérons le cas d’un gros objet comme un Boeing 747 jumbo jet. La peinture conventionnelle nécessite une grande quantité de peinture, généralement plus de 454 kg (1 000 lb), pour recouvrir un tel objet. Cependant, seulement environ 3 lb (1,4 kg) de notre peinture plasmonique seraient nécessaires, ce qui représente une étonnante réduction de poids de 400 fois.

La géométrie plasmonique crée des couleurs

La plasmonique est la branche de la science qui traite de la façon dont le mouvement des électrons affecte le transit de la lumière dans les métaux. La peinture plasmonique proposée produit des couleurs en utilisant une coloration structurelle, le phénomène qui donne aux paons et aux papillons leurs couleurs vives et accrocheuses. La disposition géométrique des plumes, des cellules de la peau et des écailles de ces animaux modifie le trajet des rayons lumineux, les faisant se plier à différents angles et produire différentes couleurs.

La coloration structurelle de la peinture plasmonique est inspirée des papillons. Il est composé de deux matériaux incolores : des nanoparticules d’aluminium et des nanostructures d’oxyde d’aluminium. En modifiant simplement la façon dont ces particules sont disposées, l’équipe de l’UCF peut manipuler la lumière visible et créer n’importe quelle couleur, donnant naissance à la première peinture structurelle polychrome au monde.

« Nos peintures structurelles utilisent des nanoparticules d’aluminium pour contrôler les composantes spectrales de la lumière et générer une large palette de couleurs visibles simplement en modifiant les paramètres de la production structurelle. Lorsque la lumière frappe notre structure, les électrons du métal des particules se mettent à osciller, capturant certaines couleurs et en reflétant d’autres (cet effet s’appelle une résonance plasmonique). Il est important de noter que les couleurs particulières absorbées sont déterminées par la morphologie spécifique des nanoparticules. Par conséquent, lorsque nous modifions la taille des particules, elles absorbent différentes couleurs et produisent différentes teintes », a déclaré Abad.

Les couleurs à base de pigments, quant à elles, fonctionnent en absorbant certaines longueurs d’onde de la lumière à l’aide de molécules de pigment. Par exemple, la couleur verte des plantes résulte des molécules de chlorophylle absorbant la lumière bleue et rouge et réfléchissant le vert. Ici, les couleurs sont simplement le résultat des propriétés du matériau utilisé. La coloration structurelle produit de la couleur non pas en vertu du matériau, mais en contrôlant la façon dont il interagit avec la lumière.

Un avantage des peintures structurelles par rapport à la pigmentation chimique est que si les molécules de pigment peuvent se dissocier avec le temps et ainsi perdre leur couleur, la coloration structurelle peut être constituée de matériaux très stables qui conserveront la couleur à moins que la structure ne soit physiquement endommagée. Ainsi, par rapport à la peinture standard, la peinture plasmonique est plus durable.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*