Lorsque vous entendez les mots « peinture durable », vous pensez peut-être à une peinture sans COV, mais il existe un nouveau revêtement en ville qui promet d'être encore plus respectueux de l'environnement. Comme beaucoup de grandes innovations, cette nouvelle peinture a été découverte par hasard. Il s’agissait d’un échec de fabrication de miroirs qui imite structurellement les couleurs naturelles trouvées chez les animaux. Les scientifiques qui l'ont créée affirment qu'elle est plus légère et plus durable que la peinture traditionnelle, et qu'elle offre un effet rafraîchissant.
De toute évidence, il existe de nombreuses applications possibles pour un tel produit, que les créateurs appellent peinture de couleur structurelle plasmonique ultralégère, que vous compreniez ou non son fonctionnement. Mais essayons de faire la lumière sur ce nouveau développement.
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Avant de plonger dans la peinture plasmonique, il peut être utile de revoir le fonctionnement de la peinture ordinaire et son efficacité depuis des millénaires.
Pour fabriquer de la peinture, des pigments tels que des minéraux, des métaux ou des produits chimiques sont mélangés à un liquide, généralement de l'huile. Ce sont les pigments qui donnent sa couleur à la peinture, et ils agissent en absorbant certaines longueurs d'onde de la lumière et en en réfléchissant d'autres. Ce qui se reflète est ce que nous considérons comme de la couleur.
Le problème avec cette méthode éprouvée de fabrication de peinture est qu’elle peut être fabriquée avec des produits chimiques toxiques, qu’elle est chimiquement instable et qu’elle peut s’estomper avec le temps. Il emprisonne également la chaleur. Même la peinture blanche ne reflète pas complètement la lumière du soleil.
Une équipe de chercheurs de l'Université de Floride centrale (UCF) travaillait sur la fabrication d'un miroir en aluminium et a remarqué des « amas d'atomes d'aluminium suffisamment petits pour être invisibles mais suffisamment grands pour perturber l'éclat du miroir », selon Wired.
Même si c’était une mauvaise nouvelle pour leur projet de miroir, ils ont réalisé que les minuscules atomes oscillaient dans la lumière blanche et réfléchissaient la lumière. La taille des atomes déterminait la couleur qu’ils reflétaient.
Cela signifiait que les chercheurs pouvaient générer différentes couleurs simplement en utilisant différentes tailles de particules d'aluminium. Lorsque les particules sont attachées au miroir et converties en flocons de couleur, elles peuvent être mélangées avec un liquide pour créer de la peinture.
Ce type de production de couleur est appelé « structural » et c'est la manière dont de nombreuses espèces produisent leur couleur, selon le chercheur Debashis Chanda, professeur au NanoScience Technology Center de l'UCF.
"La gamme de couleurs et de teintes du monde naturel [est] étonnante – depuis les fleurs colorées, les oiseaux et les papillons jusqu'aux créatures sous-marines comme les poissons et les céphalopodes", a déclaré Chanda dans le journal UCF Today. "La couleur structurelle sert de mécanisme principal de génération de couleur chez plusieurs espèces extrêmement vives où l'arrangement géométrique de deux matériaux généralement incolores produit toutes les couleurs. D'un autre côté, avec les pigments artificiels, de nouvelles molécules sont nécessaires pour chaque couleur présente."
"Mais la nature a une manière très différente de la nôtre de créer de la couleur", a déclaré Chanda. Les couleurs affichées par les papillons, par exemple, sont créées par la nature sans pigment. Les surfaces des ailes de papillon diffractent la lumière pour créer une couleur structurelle sans pigment et qui dure plus longtemps.
Dans la nouvelle peinture, les matériaux incolores sont l'aluminium et l'oxyde d'aluminium.
Tout cela est cool, mais en quoi la peinture structurelle surpasse-t-elle la peinture pigmentée ? Selon les chercheurs, les avantages sont importants.
Parce qu'elle contrôle la façon dont la lumière est « réfléchie ou diffusée » au lieu de l'absorber, la peinture structurelle est plus stable dans le temps, ce qui signifie que les couleurs ne s'estompent pas. Cela signifie qu’il n’est pas nécessaire de repeindre une surface toutes les quelques années. Un autre avantage environnemental est que ces nouvelles peintures seraient fabriquées uniquement avec des métaux et des oxydes plutôt qu'avec des pigments et des produits chimiques artificiels.
Le plus excitant, grâce à sa structure, la peinture plasmonique est plus légère de deux manières.
Premièrement, il reflète la lumière et absorbe moins de chaleur, gardant sa surface entre 25 et 30 degrés Fahrenheit (moins 3,8 à moins 1,1 degrés Celsius) plus fraîche qu'une surface peinte avec une peinture commerciale standard, selon UCF Today. Cela peut présenter de grands avantages en gardant les bâtiments plus frais, nécessitant ainsi moins d'utilisation de mécanismes de refroidissement intérieur.
Deuxièmement, la peinture pèse beaucoup moins que la peinture traditionnelle. En fait, « la peinture de couleur structurelle offre une réflexion à 100 % avec une seule couche ultrafine de pigment », ont noté les chercheurs. Le poids de la peinture ne semble peut-être pas être un gros problème, mais il l’est si vous êtes un avion. Selon ScienceAlert, cela représenterait une différence d'environ 1 000 livres (454 kilogrammes) sur un Boeing 747, ce qui entraînerait d'énormes économies sur l'utilisation et le coût du carburant sur chaque vol.
Maintenant, c'est intéressantLes scientifiques ont développé des couleurs de structure technique dans le passé; cependant, ils n'ont pas été en mesure d'afficher systématiquement une couleur spécifique et leurs techniques de fabrication les ont rendus trop coûteux pour une viabilité commerciale, selon les chercheurs.
