Nanofibers dirancang untuk memberi warna pada bahan tanpa cat

Peneliti China dari Universitas Suzhou (Kabupaten Suzhou di Provinsi Jiangsu), di bawah bimbingan ahli fisika dan kimia polimer Ke Quin Zhang, mampu membuat nanofibers lateks sedemikian rupa sehingga mereka tampaknya memiliki sifat "warna struktural". Dengan menyesuaikan panjang serat, para ilmuwan telah mencapai transmisi berbagai warna. Jika mereka berhasil memberikan serat ini kekuatan yang cukup, maka di masa depan akan dimungkinkan untuk menghasilkan kain multi-warna tanpa menggunakan pewarna.

Kain celup dalam industri ringan modern membutuhkan pigmen dalam jumlah besar. Tergantung pada warnanya, pigmen bisa jadi sangat mahal . Banyak air dan energi dihabiskan untuk melukis, dan limbah serta benda-benda yang dibuang dapat mencemari lingkungan.

Efek warna struktural, atau "skema", memberikan warna yang terlihat ke permukaan yang tidak memiliki pigmen nyata. Karena fitur mikroskopis dari struktur permukaan, cahaya yang memantul darinya mengalami gangguan, sehingga perubahan warna. Efek ini digunakan di alam oleh burung merak, beberapa burung, kupu-kupu dan kumbang, dan seperti yang baru-baru ini diketahui oleh para ilmuwan, sebagian bunglon .



Ke-Quin Zhang ingin menggunakan efek yang sama untuk membuat serat. Dia dan rekan-rekannya mulai mensintesis partikel nano dengan ukuran yang sama dari lateks sintetis berbasis polystyrene (P (St-MMA-AA)). Para ilmuwan yang diperoleh dari bahan nanosfer ini dimasukkan ke dalam larutan polivinil alkohol (PVA), dan cairan kental yang dihasilkan diambil dengan jarum suntik.

Kemudian, menggunakan " benang listrik ", sebuah proses di mana muatan listrik menarik nanofibers dari cairan, para ilmuwan menciptakan karpet kecil, yang kemudian mereka cuci dan keringkan. Pencucian menyapu sisa-sisa PVA, dan mata para ilmuwan muncul tikar multi-warna yang terdiri dari serat nanosfer padat.

Warna karpet tergantung pada ukuran nanospheres. Ukurannya terkait dengan panjang gelombang cahaya, sehingga satu set bola identik hanya memantulkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, memberikan warna yang hampir murni. Bola 220 nm menghasilkan serat hijau, 246 nm menghasilkan merah, dan 280 nm menghasilkan ungu.

Benar, warna asli tidak berubah murni karena hamburan Mi - hamburan cahaya oleh partikel bola (dinamai setelah fisikawan Jerman Gustav Mi, yang memecahkan masalah ini pada tahun 1908). Jika kita mengemas nanofibers bahkan dalam tabung gelas, mereka membentuk struktur geometris yang lebih teratur dan hamburan palsu berkurang.

Namun masalah utama tetap merupakan hambatan mekanis - serat yang diperoleh dengan metode seperti itu dengan diameter 1,3 μm tidak cukup kuat untuk digunakan dalam pakaian. Ketika para ilmuwan berhasil menciptakan serat dengan kekuatan yang cukup, serat mereka pasti akan menemukan aplikasi di berbagai industri.

Source: https://habr.com/ru/post/id381039/