โครงสร้างไบโอนิคทดแทนเม็ดสีขาวแบบดั้งเดิม
ตามรายงานของ ScienceDaily นักวิจัยได้พัฒนาวัสดุที่ใช้โฟมซึ่งสามารถบรรลุความขาวที่แข็งแกร่งและคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำในเวลาเดียวกันโดยไม่ต้องใช้สีไทเทเนียมไดออกไซด์และสารเคมี PFAS ผลลัพธ์นี้นำเสนอเส้นทางเทคโนโลยีใหม่สำหรับการผลิตวัสดุทุกวันกันน้ำสีขาวอย่างยั่งยืน
วัสดุนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างที่หลากหลายในธรรมชาติที่มีคุณสมบัติทางแสงหรือพื้นผิวรวมถึงหิมะเมฆดอกไม้และใบบัว ทีมวิจัยใช้โครงสร้างรูพรุนเล็ก ๆ ภายในวัสดุเพื่อกระจายแสงทำให้เกิดความขาว ขณะที่การกีดกันความชื้นทำได้โดยการสร้างพื้นผิวที่ขรุขระ ซึ่งหมายความว่าความขาวและความไม่ชอบน้ำไม่ได้มาจากเม็ดสีเคมีหรือสารตกแต่งที่มีฟลูออไรด์ แต่ถูกกำหนดโดยโครงสร้างทางกายภาพของวัสดุ
เส้นทางทางเทคนิคและคุณสมบัติการทำงาน
วัสดุสีขาวแบบดั้งเดิมมักอาศัยเม็ดสีขาวเช่นไททาเนียมไดออกไซด์เพื่อปกปิดและความขาวในขณะที่คุณสมบัติกันน้ำมักทำได้โดยใช้สารเคมีที่มีฟลูออไรด์ PFAS PFAS ถูก จำกัด โดยกฎระเบียบที่เข้มงวดมากขึ้นเนื่องจากความคงทนต่อสิ่งแวดล้อมและการสะสมทางชีวภาพและสีไทเทเนียมไดออกไซด์ยังต้องเผชิญกับการตรวจสอบด้านความปลอดภัยและความยั่งยืนในการใช้งานบางส่วน วัสดุโฟมนี้หลีกเลี่ยงสารทั้งสองประเภทโดยใช้หลักการสีโครงสร้างและการออกแบบโครงสร้างขนาดเล็กของพื้นผิวเพื่อให้เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนมากขึ้นในแนวคิด
จากมุมมองด้านวัสดุศาสตร์กลไกการกระเจิงแสงของโฟมที่มีรูพรุนนี้จัดอยู่ในหมวดหมู่เดียวกันกับปัญหาการโต้ตอบของแสงและวัสดุที่จัดการโดยโคลงแสงและสารดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่ใช้กันทั่วไปในเมทริกซ์โพลิเมอร์ แต่มีเป้าหมายแตกต่างกัน: อดีตแสวงหาการกระเจิงที่มีประสิทธิภาพสูงของแสงที่มองเห็นได้เพื่อให้ได้ความขาวและหลังมุ่งมั่นที่จะดูดซับหรือกระจายรังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อปกป้องโพลิเมอร์ ทั้งสองแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางแสงของวัสดุสามารถปรับได้อย่างละเอียดผ่านโครงสร้างจุลภาคหรือสูตรสารเติมแต่ง
ความหมายของอุตสาหกรรมเสริมโพลิเมอร์
สำหรับการวิจัยและพัฒนาสารเสริมโพลิเมอร์คุณค่าของผลลัพธ์นี้ไม่ได้อยู่ที่วัสดุสีขาวเท่านั้น มันเตือนผู้ออกแบบสูตรว่าฟังก์ชั่นบางอย่างที่ดําเนินการโดยสารเคมีแบบดั้งเดิมเช่นการปกปิดการควบคุมรูปลักษณ์และความชื้นของพื้นผิวอาจทําได้ผ่านส่วนการออกแบบโครงสร้าง นี่เป็นระบบอ้างอิงใหม่สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของสูตรของสารเติมแต่งโพลิเมอร์เช่นสารต้านอนุมูลอิสระความคงตัวของแสงและสารดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต: ในการใช้งานสภาพอากาศกลางแจ้งความขรุขระของพื้นผิวและโครงสร้างรูขุมขนของวัสดุอาจส่งผลต่อพฤติกรรมการกระเจิงของแสงการสัมผัสน้ำและเส้นทางการเจาะของรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งจะเปลี่ยนข้อกำหนดสำหรับผลการทดสอบสภาพอากาศ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าโครงสร้างที่มีรูพรุนสามารถเปลี่ยนการกระจายตัวของรังสีอัลตราไวโอเลตและการดูดซับในชั้นผิวของวัสดุปริมาณและชนิดของสารลดแสงและสารดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตในสูตรอาจต้องได้รับการประเมินใหม่ ในทำนองเดียวกันพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำอาจลดระยะเวลาของความชื้นบนพื้นผิวของวัสดุซึ่งจะส่งผลต่ออัตราการย่อยสลายภายใต้เงื่อนไขการทดสอบสภาพอากาศเช่นอายุไฮโดรไลซ์และร้อนชื้น แม้ว่าความสัมพันธ์เหล่านี้จะยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยตรงในการศึกษานี้ แต่ก็เสนอทิศทางการวิจัยและพัฒนาที่น่าสนใจสําหรับอุตสาหกรรมสารเติมแต่งพอลิเมอร์
นอกจากนี้ การวางแนวทางทดแทนเทคโนโลยี PFAS ยังสอดคล้องกับแนวโน้มของกฎระเบียบในปัจจุบันในด้านสารเติมแต่งโพลิเมอร์ เนื่องจากสารตกแต่งที่มีส่วนผสมของฟลูออไรด์มีข้อจำกัดในหลายตลาด ความต้องการของอุตสาหกรรมสำหรับโปรแกรมปราศจากฟลูออไรด์จึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง วัสดุที่มีรูพรุนที่ทำจากโฟมให้เส้นทางที่ไม่ชอบน้ำโดยไม่ต้องพึ่งพาสารเคมีที่มีฟลูออรีนแม้ว่าความทนทานความแข็งแรงเชิงกลและความเป็นไปได้ในการผลิตขนาดใหญ่จะยังคงต้องศึกษาเพิ่มเติม
ปัญหาที่จะชัดเจน
ข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะในปัจจุบันยังไม่มีการเปิดเผยองค์ประกอบทางเคมีเฉพาะของวัสดุโฟมนี้ ประเภทของโพลิเมอร์เมทริกซ์ ข้อมูลการกระจายรูรับแสง และตัวชี้วัดเชิงปริมาณของคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำ ค่าความขาวมุมสัมผัสน้ำประสิทธิภาพการทดสอบสภาพอากาศและความมั่นคงในระยะยาวไม่ได้รับจากแหล่งที่มา ความเข้ากันได้ของวัสดุกับระบบเสริมโพลิเมอร์ที่มีอยู่วิธีการประมวลผลและเหมาะสำหรับสูตรผสมของสารต้านอนุมูลอิสระและสารกันโคลงแสงยังต้องการการวิจัยติดตามผลเพื่อตรวจสอบ
การสังเกตการณ์ทางเคมีของ Herun
รอบสารต้านอนุมูลอิสระ, โคลงแสง, ตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต, การทดสอบสภาพอากาศ, สารเติมแต่งโพลิเมอร์, Herun Chemical ยังคงให้ความสนใจกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเสถียรภาพในการประมวลผลและการประยุกต์ใช้ในการลงจอดในสาขานี้ บทความนี้แก้ไขและจัดเรียงตามข้อมูลแหล่งที่มาสูตรเฉพาะการเลือกผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบประสิทธิภาพโปรดรวมการให้คำปรึกษาสภาพการทำงานจริง
แหล่งข้อมูล: Scientists create brilliant white material without a drop of white pigment， เสร็จสิ้นโดย Herun เคมี