미국 연구자들이 매우 얇은 층만으로도 충분한 색상 효과를 낼 수 있는 새로운 나노 코팅을 개발했습니다.

미국의 과학자들이 새로운 유형의 나노 코팅을 발명했습니다. 이 코팅은 매우 적은 양의 재료, 단지 평방미터당 0.4그램만 사용하여 매우 가벼운 코팅으로 만들 수 있으며, 기록을 세웠습니다.

중앙 플로리다 대학교 팀은 최근 미국 학술지 Science Advances에 논문을 발표하며, 약 500킬로그램의 보잉 747 전통 페인트를 단지 1.3킬로그램의 페인트로 대체할 수 있다고 밝혔습니다. 생산 방법은 매우 간단하며 다양한 표면에 적용 가능합니다. 이 나노 코팅은 "구조적 색상"이라는 색상 생성 기술을 사용하며, 이는 색소를 사용하지 않고 재료의 미세 구조의 물리적 및 광학적 특성을 이용하여 색상을 표현합니다.

구조적 색상 현상은 나비 날개와 공작 깃털을 포함하여 자연적으로 다양한 형태로 존재합니다. 상업화의 다양한 단계에서 사용되는 모든 코팅 시스템은 색소에 의존하며, 색소 분자가 특정 파장의 빛을 흡수하여 색상 효과를 생성합니다. 나노 구조 색상 코팅은 색소 코팅보다 더 안정적이며, 절대 바래지 않고 오염을 덜 유발합니다. 이러한 코팅을 준비하는 기존 방법은 항상 비용이 많이 들고 비효율적이며 대규모 생산에 적합하지 않았습니다. 중앙 플로리다 대학교에서는 연구자들이 알루미늄 거울층을 기판으로 사용하고, 알루미늄 산화물로 코팅한 후 반도체 산업에서 일반적으로 사용되는 기술을 사용하여 기판에 알루미늄 나노 입자를 증착하여 "나노 섬"이라는 연결되지 않은 군도를 형성했습니다.

이 "나노 섬" 입자층, 알루미늄 산화물층 및 알루미늄 거울로 구성된 샌드위치 구조는 몇 가지 독특한 광학적 특성을 가지고 있습니다. 각 "나노 섬" 사이의 거리와 알루미늄 산화물층의 두께는 구조가 어떤 파장의 빛과 공명하며 어떤 색상을 나타내는지를 결정합니다. 서로 다른 증착 속도는 색상 재료의 색상을 변화시킵니다. 준비 과정에서 전체 구조는 두꺼운 수용성 폴리머 필름 층에 부착됩니다. 준비 후, 폴리머는 제거되어 분열된 나노 구조 색상 재료를 형성합니다. 연구자들은 이 재료를 아마씨 기름과 혼합하여 다양한 표면에 적합할 수 있는 코팅을 개발했습니다.

결과에 따르면, 100에서 150나노미터의 코팅은 풀 컬러 효과를 나타낼 수 있으며, 전통적인 코팅은 풀 컬러 효과를 나타내기 위해 몇 마이크론(1마이크론 = 1000나노미터)의 두께가 필요합니다. 또한 구조적 색상 현상의 일부 고유 특성으로 인해 이러한 재료는 종종 무지개 효과를 가지며, 이는 다른 각도에서 볼 때 색상이 다르게 보이는 현상으로, 많은 코팅 응용에서 받아들여지지 않습니다. 새로운 재료는 이러한 단점을 어느 정도 극복하여 추가적인 응용 가능성을 가지고 있습니다.