Искусственные меланиновые частицы превратили в универсальный краситель

Группа исследователей из США, Китая и Бельгии разработала технологию получения частиц разных цветов с помощью комбинации двух материалов — ядра частицы из искусственного меланина и верхнего слоя из диоксида кремния. Когда такие частицы соединяются в большие кластеры, они образуют фотонный кристалл. Регулируя соотношение материалов в частице, исследователи научились получать желаемый цвет. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Известно, что в природе не все организмы окрашены с помощью пигментов определенных цветов. Часть из них, например многие насекомые, используют структурную окраску. Она основана на образовании фотонных кристаллов, в которых оптические свойства меняются с периодом, сопоставимым с длиной волны. Исследователи научились воспроизводить такие структуры, но существующие технологии слишком сложны для практического применения.

Авторы новой работы нашли другой способ производства структурных пигментов. Для этого они использовали искусственный меланин практически черного цвета и диоксид кремния. Исследователи объединили их в единые частицы с меланиновым ядром и поверхностью из диоксида кремния. Но поскольку сами по себе такие частицы еще не дают ярких и регулируемых цветов, ученые поместили их в воду, куда затем добавили органический растворитель.

После перемешивания полученной жидкости вода разбилась на отдельные капли с частицами в них. В результате плотность частиц увеличилась, и они организовались в супрамолекулярные комплексы. Благодаря такой структуре комплексы приобрели окраску, причем ее цвет зависел от соотношения размеров меланинового ядра и диоксидной поверхности.

Авторы работы отмечают, что разработанная ими технология довольно проста, а полученные с ее помощью краски устойчивы и биосовместимы, благодаря чему их можно использовать в задачах самого широкого спектра.

Недавно китайские ученые создали структурно-окрашенный гидрогель со свойствами самозаживления. Цвет конечного материала можно изменять в соответствии с тем же принципом — за счет подбора структурных элементов определенного размера в процессе его создания.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Материал из корней конняку захватил 13 литров воды из атмосферы

Американские материаловеды разработали недорогой и эффективный сорбент для захвата воды из атмосферы на основе материала из корней растения конняку. За сутки можно получить до 13,3 литра чистой воды на каждый килограмм сорбента. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Уже сегодня две трети населения Земли в той или иной мере сталкиваются с проблемой нехватки чистой воды. Ученые ищут новые способы для получения чистой воды, и один из них — захват воды из атмосферы с помощью пористых сорбентов. Вода скапливается в порах материала, а наружу ее можно извлечь, например, под действием тепла. Подобные устройства для захвата воды можно делать небольшими и мобильными и размещать даже в отдаленных районах без доступа к электричеству — для нагрева хватит солнечной энергии. Однако найти идеальный сорбент не так просто. Во-первых, далеко не все сорбенты способны поглощать воду из сухого пустынного воздуха с относительной влажностью менее 30 процентов — то есть как раз в тех районах, где она больше всего нужна. Во-вторых, желательно найти материал, который бы удовлетворял двум почти противоречащим друг другу условиям — сначала быстро поглощал воду, а затем быстро отдавал. Вдобавок ко всем требованиям сорбент должен быть недорогим и доступным.