
Perhosen siivistä inspiraation saanut maali ei sisällä tavallisen maalin tapaan pigmenttejä, vaan sen jujuna on nanohiukkasten järjestäminen sopiviksi rakenteiksi. Keski-Floridan yliopiston tutkijat kutsuvat aikaansaannostaan plasmoniseksi maaliksi.
Maalipinta on vain 150 nanometriä paksu, joten maali on äärimmäisen kevyttä. Boeing 747 -lentokoneen peittämiseen tarvittaisiin tavallista maalia vähintään 454 kiloa. Plasmonista maalia kuluisi vain 1,4 kiloa.
Lentokoneiden ja talojen maalaamiseen on vielä matkaa, sillä maalia on valmistettu toistaiseksi vain tutkimuslaboratoriossa. Kaikki värit on onnistuttu luomaan käyttämällä helposti skaalattavia tekniikoilta.
Plasmoninen maali heijastaa hyvin infrapunasäteilyä, joten se hylkii lämpöä. Siksipä sen alla olevat pinnat pysyvät 13–16 astetta viileämpinä kuin tavallisella maalilla päällystetyt pinnat. Sisätiloissa se auttaisi säästämään ilmastointiin käytettävää energiaa.
Uusi maali pitää myös pintansa.
– Tavalliset maalit haalistuvat ajan mittaan, kun pigmentin kyky absorboida valohiukkasia heikkenee. Nyt se ilmiö ei ole rajoitteena. Kun maalaamme jotakin kehittämällämme maalilla, sen pitäisi kestää vuosisatoja, kertoo tutkimusta johtanut professori Debashis Chanda.
Nykyisissä maaleissa jokaiselle värisävylle on oma pigmenttinsä. Plasmoninen maalipinta taas rakentuu kahden värittömän materiaalin, alumiinin ja alumiinioksidin nanohiukkasista. Kun hiukkasia järjestellään eri tavoilla oksidipäällysteisen alumiinipeilin päälle, voidaan valon hajontaa, heijastumista ja imeytymistä ohjailla mielin määrin.
Tutkijoilla oli käytössään elektronisädehöyrystin, joka lämmittää materiaalin hyvin kontrolloidusti. Hallitun höyrystymisen avulla alumiinihiukkaset asettuvat oksidialustan päälle omiin pieniin rykelmiinsä. Höyrystimen painetta ja lämpötilaa säätämällä saadaan luotua erilaisia hiukkasrakenteita, jotka heijastavat valon eri aallonpituuksia – eli ne ovat ihmisen silmin katsottuna eri värisiä.
Tutkimus on julkaistu Science Advances -tiedelehdessä.