Nanofibres conçues pour donner de la couleur aux matériaux sans peinture

Des chercheurs chinois de l'Université de Suzhou (comté de Suzhou dans la province du Jiangsu), sous la direction du physicien et chimiste Ke Quin Zhang, ont pu fabriquer des nanofibres de latex de telle manière qu'elles semblaient avoir des propriétés de «couleur structurelle». En ajustant la longueur des fibres, les scientifiques ont réalisé la transmission de différentes couleurs. S'ils parviennent à conférer à ces fibres une résistance suffisante, à l'avenir, il sera possible de produire des tissus multicolores sans utiliser de colorants.

La teinture des tissus dans l'industrie légère moderne nécessite une grande quantité de pigment. Selon la couleur, le pigment peut être assez cher . Beaucoup d'eau et d'énergie sont consacrées à la peinture, et les déchets et les objets jetés peuvent polluer l'environnement.

Effet de couleur structurelle, ou "schéma", donne une couleur visible aux surfaces qui n'ont pas de véritable pigment. En raison des caractéristiques microscopiques de la structure de surface, la lumière réfléchie par celles-ci subit des interférences, à la suite de quoi elle change de couleur. Cet effet est utilisé dans la nature par les paons, certains oiseaux, les papillons et les coléoptères, et comme les scientifiques l'ont récemment découvert, en partie les caméléons .



Ke-Quin Zhang voulait utiliser le même effet pour créer des fibres. Lui et ses collègues ont commencé à synthétiser des nanoparticules de même taille à partir de latex synthétique à base de polystyrène (P (St-MMA-AA)). Les scientifiques obtenus à partir de ce matériau de la nanosphère ont été introduits dans une solution d' alcool polyvinylique (PVA), et le liquide visqueux résultant a été prélevé avec une seringue.

Ensuite, en utilisant un « fil électrique », un processus dans lequel une charge électrique tire des nanofibres d'un liquide, les scientifiques ont créé de petits tapis qu'ils ont ensuite lavés et séchés. Le lavage a lavé les restes du PVA, et les yeux des scientifiques sont apparus des tapis multicolores constitués de fibres de nanosphères densément emballées.

La couleur des tapis dépend de la taille des nanosphères. Leur taille est liée à la longueur d'onde de la lumière, donc un ensemble de sphères identiques ne réfléchit que la lumière avec une certaine longueur d'onde, donnant une couleur presque pure. Les sphères de 220 nm produisent des fibres vertes, 246 nm produisent du rouge et 280 nm produisent du violet.

Certes, la vraie couleur n'est pas devenue pure en raison de la diffusion de Mi - la diffusion de la lumière par une particule sphérique (du nom du physicien allemand Gustav Mi, qui a résolu ce problème en 1908). Si nous emballons des nanofibres dans des tubes de verre uniformes, elles forment des structures géométriquement plus régulières et la diffusion parasite diminue.

Mais le principal problème reste la résistance mécanique - les fibres obtenues par de telles méthodes avec un diamètre de 1,3 μm ne sont pas assez résistantes pour être utilisées dans les vêtements. Lorsque les scientifiques réussiront à créer des fibres suffisamment résistantes, leurs fibres trouveront sans aucun doute une application dans une grande variété d'industries.

Source: https://habr.com/ru/post/fr381039/