Яркое зеркало, не уступающее по отражающей способности металлическим аналогам, удалось собрать целиком из растительных компонентов — пектина и целлюлозы. Технологию разработала группа исследователей Осакского университета. В отличие от синтетических отражателей, новое покрытие после использования разрушается в почве за считанные недели. Результаты опубликованы в журнале Advanced Materials.
В основе материала — 100 чередующихся слоев пектина, природного загустителя из растений, давно известного кулинарам при варке джемов, и нановолокон целлюлозы, главного строительного компонента растительных клеток. Слои наносили методом электродепозиции: одни слои получались плотными, другие — пористыми, как губка. Именно контраст плотных и пористых слоев обеспечил рекордную отражающую способность готового покрытия.
«Эта работа основана на использовании ксерогелей — высокопористых твердых тел, которые получают сушкой гелей без их усадки», — пояснил ведущий автор исследования Такааки Касуга. Готовое покрытие отражает более 95% падающего света в широком диапазоне длин волн, включая невидимый глазу спектр.
Новые зеркала перспективны для оптических сенсоров, декоративных дисплеев и технологий защиты от подделок. Еще одно возможное применение — оконные покрытия: они пропускают видимый свет, но отражают ближнее инфракрасное излучение, что помогает сохранять в доме прохладу летом и снижает затраты на кондиционирование.
Особенность материала — в биоразлагаемости: после корректировки химического состава слои разрушаются до 80% за два месяца, что соответствует стандарту биоразлагаемости. По словам авторов, цвет, рисунок и характеристики таких пленок можно тонко настраивать, и в будущем они могут заменить синтетические аналоги в покрытиях, этикетках и строительных материалах.
До сих пор воспроизвести оптические эффекты природы — от перламутра до крыльев бабочек — удавалось только с использованием минералов или нефтепродуктов. Попытки обойтись природными полисахаридами, в том числе целлюлозой и жидкими кристаллами, упирались в их низкую отражающую способность и отсутствие подходящих методов обработки. Новая технология впервые позволяет совместить высокую отражаемость с экологичностью исходного сырья.
Ранее сообщалось, что растения видят «оптические иллюзии» даже без глаз или мозга.