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帮客机减重,日本研发纳米级超轻结构色墨水

2024-1-29 未解之谜网

飞机上厚厚的油漆会让客机重量增加 200~500 公斤,为了减重大业,日本神户大学研究团队开发新型结构色墨汁,厚度只有 100~200 纳米,不会褪色重量也超轻,每平方米重量不到半克。

传统的油漆和颜料吸收光波长后会反射,好比红色颜料会反射长波长的红光,但吸收与反射过程中,颜料会渐渐分解导致褪色。

结构色墨水灵感源自于有着华丽闪烁色调的蝴蝶翅膀或孔雀羽毛,颜料不会吸收光,只是从结构上反射,因此颜色不会褪色,只是效果高度依赖视角,会有着令人眼花缭乱的虹彩,美丽但也可能在工业着色上显得格格不入。

不过神户大学团队开发的新结构色,没有使用平行的纳米结构,而是使用微小的晶体硅球。透过米氏共振现象,这些纳米球体对某些波长的反射比其他波长强得多,不同尺寸的颗粒又会有不同的波长反射,改变粒子的大小就可以改变材质颜色,因此不会有绚丽的虹彩效果。

这些墨水也能用在列印。神户材料工程师 Sugimoto Hiroshi 表示,颜料厚度仅为 100~200 纳米,单层分布稀疏的硅纳米粒子就能显示出鲜艳的颜色,每平方米的重量不到半克。

这也非常适合用在航空业,Simple Flying 资料指出,客机涂有 272~544 公斤油漆,有鉴于飞机上所有物品都会直接影响燃油效率,透过纳米颗粒墨水,能够将重量减少至多 10%。

减幅大约是少载 5~6 名乘客,不多,但其优点在于普通油漆容易褪色,需要重新喷涂高达 455 公升的油漆和再花 20 万美元,新型结构色墨汁不会褪色,没有这个困扰,虽说价格一定会比较贵,可回报是能无期限使用,只是不能用在期间限定的彩绘机。

tags: 纳米, 燃油,
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