幫客機減重,日本研發奈米級超輕結構色墨水

2024-02-01 14:35:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 飛機上厚厚的油漆會讓客機重量增加 200~500 公斤,為了減重大業,日本神戶大學研究團隊開發新型結構色墨汁,厚度只有 100~200 奈米,不會褪色重量也超輕,每平方公尺重量不到半克。 傳統的油漆...


飛機上厚厚的油漆會讓客機重量增加 200~500 公斤,為了減重大業,日本神戶大學研究團隊開發新型結構色墨汁,厚度只有 100~200 奈米,不會褪色重量也超輕,每平方公尺重量不到半克。

傳統的油漆和顏料吸收光波長後會反射,好比紅色顏料會反射長波長的紅光,但吸收與反射過程中,顏料會漸漸分解導致褪色。

結構色墨水靈感源自於有著華麗閃爍色調的蝴蝶翅膀或孔雀羽毛,顏料不會吸收光,只是從結構上反射,因此顏色不會褪色,只是效果高度依賴視角,會有著令人眼花繚亂的虹彩,美麗但也可能在工業著色上顯得格格不入。

不過神戶大學團隊開發的新結構色,沒有使用平行的奈米結構,而是使用微小的晶體矽球。透過米氏共振現象,這些奈米球體對某些波長的反射比其他波長強得多,不同尺寸的顆粒又會有不同的波長反射,改變粒子的大小就可以改變材質顏色,因此不會有絢麗的虹彩效果。

這些墨水也能用在列印。神戶材料工程師 Sugimoto Hiroshi 表示,顏料厚度僅為 100~200 奈米,單層分佈稀疏的矽奈米粒子就能顯示出鮮豔的顏色,每平方公尺的重量不到半克。

這也非常適合用在航空業,Simple Flying 資料指出,客機塗有 272~544 公斤油漆,有鑑於飛機上所有物品都會直接影響燃油效率,透過奈米顆粒墨水,能夠將重量減少至多 10%。

減幅大約是少載 5~6 名乘客,不多,但其優點在於普通油漆容易褪色,需要重新噴塗高達 455 公升的油漆和再花 20 萬美元,新型結構色墨汁不會褪色,沒有這個困擾,雖說價格一定會比較貴,可回報是能無期限使用,只是不能用在期間限定的彩繪機。

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