Nanofasern, die Materialien ohne Farbe Farbe verleihen

Chinesische Forscher der Universität Suzhou (Landkreis Suzhou in der Provinz Jiangsu) konnten unter Anleitung des Polymerphysikers und Chemikers Ke Quin Zhang Latex- Nanofasern so herstellen, dass sie scheinbar „strukturelle Farbeigenschaften“ hatten. Durch die Anpassung der Länge der Fasern haben Wissenschaftler die Übertragung verschiedener Farben erreicht. Wenn es ihnen gelingt, diesen Fasern eine ausreichende Festigkeit zu verleihen, wird es in Zukunft möglich sein, mehrfarbige Stoffe ohne Verwendung von Farbstoffen herzustellen. Das Färben von Stoffen in der modernen Leichtindustrie erfordert eine große Menge Pigment. Pigmente können je nach Farbe recht teuer sein . Für das Malen wird viel Wasser und Energie aufgewendet, und Abfall und weggeworfene Gegenstände können die Umwelt verschmutzen. Strukturfarbeffekt



oder "Schema" verleiht Oberflächen, die kein echtes Pigment aufweisen, sichtbare Farbe. Aufgrund der mikroskopischen Eigenschaften der Oberflächenstruktur wird das von ihnen reflektierte Licht gestört, wodurch sich die Farbe ändert. Dieser Effekt wird in der Natur von Pfauen, einigen Vögeln, Schmetterlingen und Käfern und, wie Wissenschaftler kürzlich herausgefunden haben, teilweise von Chamäleons genutzt .



Ke-Quin Zhang wollte den gleichen Effekt nutzen, um Fasern zu erzeugen. Er und seine Kollegen begannen, gleich große Nanopartikel aus synthetischem Latex auf Polystyrolbasis (P (St-MMA-AA)) zu synthetisieren. Aus diesem Material der Nanosphäre erhaltene Wissenschaftler wurden in eine Lösung von Polyvinylalkohol (PVA) eingeführt, und die resultierende viskose Flüssigkeit wurde mit einer Spritze entnommen.

Anschließend verwendeten die Wissenschaftler mithilfe des „ elektrischen Garns“, bei dem eine elektrische Ladung Nanofasern aus einer Flüssigkeit zieht, kleine Teppiche, die sie dann wuschen und trockneten. Das Waschen wusch die Reste des PVA ab, und die Augen der Wissenschaftler erschienen mehrfarbige Matten, die aus Fasern dicht gepackter Nanokugeln bestanden.

Die Farbe der Teppiche hängt von der Größe der Nanokugeln ab. Ihre Größe hängt von der Wellenlänge des Lichts ab, sodass eine Reihe identischer Kugeln nur Licht mit einer bestimmten Wellenlänge reflektiert und eine nahezu reine Farbe ergibt. Die Kugeln von 220 nm erzeugen grüne Fasern, 246 nm produzieren rote und 280 nm erzeugen violette.

Zwar erwies sich die reale Farbe aufgrund der Streuung von Mi - Lichtstreuung durch ein kugelförmiges Teilchen (benannt nach dem deutschen Physiker Gustav Mi, der dieses Problem 1908 löste) nicht als rein . Wenn wir Nanofasern in gleichmäßige Glasröhren verpacken, bilden sie geometrisch regelmäßigere Strukturen und die Störstreuung nimmt ab.

Das Hauptproblem bleibt jedoch die mechanische Beständigkeit - die mit solchen Verfahren erhaltenen Fasern mit einem Durchmesser von 1,3 μm sind nicht stark genug, um in Kleidung verwendet zu werden. Wenn es Wissenschaftlern gelingt, Fasern mit ausreichender Festigkeit herzustellen, werden ihre Fasern zweifellos in einer Vielzahl von Branchen Anwendung finden.

Source: https://habr.com/ru/post/de381039/