Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов

05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала.

Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются насыщенные оттенки, которые не должны выцветать по мере разрушения обычных пигментных молекул.

Специалисты сосредоточились на соединениях птеринов - производных ДНК, обнаруженных на поверхности крыльев бабочек семейства bilanовых. Эти биомолекулы представляют интерес именно благодаря способности формировать упорядоченные структуры, влияющие на прохождение света. Изменяя размеры кристаллов и расстояния между ними, теоретически можно получать разные визуальные оттенки, не добавляя в материал традиционные химические пигменты.

До недавнего времени практическое использование подобных биомолекулярных структур сталкивалось с серьезными технологическими ограничениями. Для получения нужных кристаллов требовались потенциально опасные органические растворители, а сам процесс их формирования мог занимать несколько недель. Разработчики предложили другой способ: теперь кристаллизация происходит в среде, параметры которой регулируются за счет кислотности, концентрации соли и содержания воды, причем применение токсичных растворителей не требуется.

Новая технология существенно ускорила процесс. Если прежде образование необходимых кристаллических структур занимало недели, то теперь оно может происходить всего за несколько минут. Это особенно важно для потенциального промышленного применения, поскольку длительные технологические циклы способны значительно увеличивать стоимость производства. Одновременно исследователи получили возможность управлять характеристиками формирующихся кристаллов, а следовательно, и оптическими свойствами конечного материала.

Перспективы такой разработки выходят далеко за рамки экспериментов с необычными оттенками. Полученные биомолекулярные структуры потенциально способны заменить некоторые токсичные оксиды металлов и микропластик, используемый в декоративных косметических блестках и различных покрытиях. В случае успешного масштабирования это может сделать целый ряд повседневных продуктов более безопасными для человека и окружающей среды, одновременно обеспечив им устойчивую окраску.

Пока технология существует преимущественно на лабораторном уровне. По словам специалистов, сейчас основная задача заключается в переходе от количеств, измеряемых миллиграммами, к объемам, соответствующим промышленному производству. Для этого необходимо не только увеличить выход материала, но и сохранить контроль над размерами и плотностью кристаллов, поскольку именно их микроскопическая организация определяет итоговый цвет и оптические свойства покрытия.

<< Назад: Часы Casio G-Shock GBX-H5600KI-5 06.09.2026

>> Вперед: Адаптивный полупроводник программируется светом 05.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Лошади предпочитают спать стоя 16.08.2024 Лошади - удивительные животные, и одна из их уникальных особенностей заключается в способности спать стоя. Исследователи давно изучают поведение этих животных и выяснили, что их привычка спать на ногах имеет важное эволюционное значение, связанное с защитой от хищников. Карен Уэйт, специалист по поведению лошадей из Университета штата Мичиган, объясняет, что сон стоя является адаптацией, позволяющей лошадям быстро реагировать на потенциальную угрозу. "Когда лошадь спит стоя, она готова мгновенно сорваться с места в случае опасности. Это дает ей значительное преимущество перед хищниками по сравнению с теми случаями, когда она лежит", - отмечает Уэйт. Стояние во время сна помогает лошадям экономить время и силы, необходимые для быстрой реакции. Если лошадь лежит, ей потребуется больше времени и энергии, чтобы встать и убежать. Аналогичная стратегия наблюдается и у других крупных травоядных животных, таких как зебры, бизоны, слоны и жирафы. Ученые также обнаружили, что лошади могут стабилизировать свои конечности во время сна, расслабляя мышцы ног. Связки и сухожилия, действующие как натяжные ленты, фиксируют суставы в положении, которое позволяет лошади отдыхать без напряжения мышц. Это позволяет лошадям спать стоя, не опасаясь потерять равновесие. Тем не менее, несмотря на способность спать стоя, лошади все же нуждаются в полноценном отдыхе, который они могут получить только в положении лежа. Сара Метлок, старший преподаватель поведения лошадей в Университете штата Колорадо, поясняет: "Лошади проводят большую часть своего сна стоя, но для достижения глубокого, восстанавливающего сна им нужно лежать". Взрослые лошади обычно спят всего около пяти часов в день, что, по словам Метлок, недостаточно для полного восстановления. Поэтому лошадям важно каждый день иметь возможность лечь и отдохнуть. Если этого не происходит, они могут испытывать дефицит сна, что может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Способность лошадей спать стоя - это не просто интересная особенность, а жизненно важная адаптация, позволяющая им эффективно балансировать между необходимостью отдыха и готовностью к мгновенной реакции на угрозу. Однако для полного восстановления сил им все же требуется отдых в положении лежа.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026