白金龟甲虫的鳞甲具有共同的纳米结构,对光线有很强的散射效果,这使它们看起来十分亮白。
phys.org网站8月29日报导,英国谢菲尔德大学的科学家们发现,一种超白甲虫的鳞甲中或许隐藏着运用收回塑料制作亮白色环保涂料的隐秘。白金龟甲虫的鳞片可能是天然界中最亮丽的白色鳞甲之一。它们的超白鳞甲源于鳞片的共同纳米结构,而与色素和染料无关。工程师们现已能够在试验室里用低成本的质料重构和改善甲虫的鳞甲结构,由此得到的产品有望代替现有白色涂猜中的二氧化钛。该作业由谢菲尔德大学和Akzo Nobel公司协作完结,相关效果发布于《天然通讯-化学》杂志。
谢菲尔德大学物理与地理系的Andrew Parnell博士领导了这项研讨。他说:“在天然界中,白度概念一般与泡沫状的瑞士奶酪结构有关,这种结构由严密相连的固体网络和空气构成。但是直到现在,这些结构的构成、开展与怎么演化出的光散射特性仍是一个未解之谜。在了解了这类结构之后,咱们就能用相同的办法以塑料为质料来重构。塑料废物一般会被送往焚烧厂或填埋场,但事实上它们还能发挥余热。塑料废物的微观结构与甲虫的鳞甲相似,能够用于制作超白涂料。用收回塑料制作环保涂料,可使涂料工业的碳脚印明显削减,并有助于处理一次性塑料的收回问题。”
研讨人员在试验中发现,甲虫鳞甲的泡沫结构具有适宜的空地份额,对光散射效果有优化效果,然后展示出超白的色泽。传统的白色涂猜中含有二氧化钛纳米粒子,它能激烈地散射光线。但是,每一罐涂猜中近75%的碳脚印都来自二氧化钛,其运用对环境的晦气影响较大。因而,运用环保资料代替二氧化钛具有极高的现实意义。
为了全面剖析甲虫鳞甲的微观结构,研讨人员运用了欧洲同步加速器研讨中心(ESRF)的X-射线断层扫描设备。经过对鳞片的完好剖析,研讨人员了解并模拟了鳞甲对光线的散射机制。为了了解组成资料的构成进程,他们再次运用ESRF的设备进行了剖析。谢菲尔德大学的研讨人员Stephanie Burg博士说:“这项研讨回答了鳞甲内部结构怎么构成的问题。咱们期望这些来自大天然的经历能够为环保涂料的出产供给协助。”此外,研讨人员还用散裂中子源设备对组成资料的纳米结构进行了测定。
科界原创
编译:雷鑫宇
审稿:阿淼