Из графена сделали краску для волос
Исследователи создали из оксида графена темную краску для волос. Она равномерно покрывает волос и за счет этого окрашивает его в темный цвет и одновременно служит антистатиком. Окрашенные такой краской волосы сохраняют цвет и антистатичекие свойства, даже если помыть голову примерно 30 раз, сообщается в журнале Chem.
Техники окрашивания волос можно разделить на два основных вида. При прямом окрашивании краситель обволакивает волос и придает ему цвет. При этом окрашенные таким образом волосы могут выдержать всего несколько сеансов мытья головы. Для долгосрочного окрашивания применяется другая техника, при которой вещества краски проникают в кортекс волоса, а также взаимодействуют с меланином, отвечающим за естественный цвет волоса.
Исследователи под руководством Цзясина Хуана (Jiaxing Huang) создали краску, которая не взаимодействует с веществами волоса, но при этом выдерживает много циклов мытья без потери свойств. Для этого они использовали оксид графена в виде хлопьев с диаметром около нескольких микрометров. Поскольку сам по себе оксид графена практически прозрачен, исследователи решили добавить в состав краски аскорбиновую кислоту, реагирующую с оксидом графена, после чего он превращается в непрозрачный восстановленный оксид графена. Помимо этого они добавили в состав хитозан, который служит диспергирующим агентом для образования коллоидного раствора и обеспечивает адгезию графеновых частиц с волосом.
Помимо окрашивания такая краска может служить в качестве антистатика, а также рассеивает тепло от головы из-за высокой теплопроводности графеновых пластинок. Авторы продемонстрировали окрашивание, распылив раствор на светлые волосы. После этого они протестировали устойчивость красителя и оказалось, что цвет и антистатические свойства практически не меняются после 30 раз мытья волос с помощью шампуня.
Исследователи показали, что степень окрашивания можно регулировать не только концентрацией оксида графена при нанесении, но и после нанесения. Для этого можно не добавлять в раствор аскорбиновую кислоту и восстанавливать оксид графена, облучая его ультрафиолетовым излучением.
В прошлом году британская компания создала другую необычную краску для волос, которая меняет цвет в зависимости от температуры окружающей среды. Для этого использовались термохромные пигменты, изолированные в полимерной матрице, поскольку без нее они токсичны для человека.
Григорий Копиев
Ее температура на прямом солнце оказалась до двух градусов ниже окружающего воздуха
Китайские ученые разработали многослойные цветные пленки, которые могут охлаждать поверхность до двух градусов Цельсия по сравнению с температурой окружающей среды. Высоко-насыщенный цвет этих пленок — до 100 процентов цветопередачи — виден в широком диапазоне углов (± 60 градусов). На создание такой структуры физиков вдохновили бабочки вида Morpho menelaus. Статья опубликована в журнале Optica. Большинство искусственно созданных красок работают из-за поглощения части диапазона видимого света, что может приводить к существенному нагреву окрашенных ими предметов. Чтобы предотвратить нежелательный нагрев часто используют белую краску, которая практически полностью отражает солнечную энергию. Создание разноцветных поверхностей, которые при этом не нагреваются — до сих пор сложная задача. Однако в природе встречается и другой способ цветовой передачи. Например у некоторых бабочек цвет крыльев возникает при возникновении интерференции из-за специфического отражения света от периодической структуры их крыльев. Ван Гопин (Guo Ping Wong) с коллегами из Шеньчжэньского университета предложили свое решение проблемы нагрева окрашенных поверхностей, как раз вдохновившись структурой крыльев бабочек M. menelaus. Благодаря многослойности и наличию неупорядоченных компонентов, крылья бабочек этого вида передают высокую насыщенность синего цвета в широком угле обзора. Ученые воссоздали аналогичную структуру, поместив нескольких слоев из оксидов титана TiO2 и кремния SiO2, на матовое стекло, расположенное на отражающей серебряной поверхности. Ученые оптимизировали толщину верхних слоев и добились полного отражения нежелательного желтого света. При этом синий свет свободно проникал через верхнюю многослойную структуру, испытывал диффузное отражение от неупорядоченного матового стекла, отражался от серебряного зеркала и, возвращаясь через верхнюю многослойную структуру, обеспечивал насыщенный синий цвет образца. В результате ученым удалось добиться высокой насыщенности синего цвета, до 100 процентов, в угле обзора ±60 градусов, за исключением узкого диапазона — зеркального по отношению к падающему свету — в котором отражался желтый цвет. При этом эта пленка обеспечила охлаждение до двух градусов Цельсия ниже температуры окружающей среды, что сравнимо с эффективностью бесцветной охлаждающей пленки на основе серебра и полидиметилсилоксана (ПДМС). Охлаждение образца происходило за счет высокой эффективности диффузного отражения синей части спектра, малого поглощения нежелательной части видимого спектра и ближнего инфракрасного излучения, а также из-за высокого излучения в среднем инфракрасном диапазоне. Ученые создали по той же технологии образцы различных цветов и экспериментально измерили их способность охлаждать поверхности, располагая их на крыше здания института и на автомобилях. Обычная синяя краска при температуре воздуха 27 градусов Цельсия и на прямом солнце нагревалась в этих экспериментах до примерно 70 градусов. А образцы новой пленки в тех же условиях продемонстрировали температуру поверхности до 45 градусов ниже. Авторы статьи подсчитали, что за обычный метеорологический год в Шеньчжене замена обычной синей краски на охлаждающую могла бы привести к сохранению около 1377 мегаджоулей на квадратный метр энергии, требующейся на охлаждение. Ученые полагают, что дальнейшая оптимизация структуры пленок, например замена серебра на многослойный диэлектрик, позволит еще больше увеличить охлаждающий эффект. Ученых не в первый раз привлекла способность неупорядоченных структур в природных объектах к охлаждению. Они хорошо рассеивают солнечный свет, что можно использовать, например, для предотвращения таяния льдов.