Nowy lakier czyni samochody czarniejszymi niż kiedykolwiek

Naukowcy opracowali praktyczny sposób tworzenia ultraczarnych lakierów samochodowych, które pochłaniają niemal całe światło i odpowiadają na modę na luksusowe auta w głębokiej czerni.

Czerń jako luksus

.W Chinach kolor samochodu stał się jednym z kluczowych argumentów sprzedażowych, a głęboka czerń od dawna uchodzi za wybór z najwyższej półki i znak rozpoznawczy aut luksusowych, bo łączy elegancję z mocnym wizualnym efektem. Jak tłumaczy Zhiwei Liu, chemik z zespołu technologii koloru w szanghajskim centrum badawczym grupy Nipsea, producenci lakierów od lat ścigają się w opracowaniu ultraczarnych powłok możliwych do wytwarzania na masową skalę. Efektem prac jego zespołu, opisanym na łamach „Matter & Light”, jest kompozyt sadzy i nanorurek węglowych, który daje głęboką, smolistą czerń i spełnia normy motoryzacyjne, otwierając drogę do aut ciemniejszych niż kiedykolwiek.

Jak działa nowy lakier?

.Punktem zwrotnym był rok 2019, gdy BMW pokazało pokazowy samochód pokryty powłoką z pionowo ułożonych nanorurek węglowych. Pochłaniała ona niemal całe padające światło, tworząc efekt „czarnej dziury”, który nadaje nadwoziu wyjątkowo ciemny, pozbawiony refleksów wygląd. Pokaz uruchomił w branży motoryzacyjnej wyścig po podobny efekt, ale osiągalny w sposób praktyczny i zgodny z wymaganiami stawianymi lakierom samochodowym.

Zespół Liu opracował stabilny, nanometryczny kompozyt sadzy i nanorurek węglowych, który wprowadzono do spoiwa lakierniczego i natryśnięto na model samochodu. Dotychczasowe metody opierały się wyłącznie na dyspersji sadzy pochłaniającej światło, co nakłada granicę na osiągalną głębię czerni. Nowe podejście wykorzystuje natomiast „absorpcję strukturalną”, która podnosi sprawność pochłaniania światła na nowy poziom i pozwala wychwytywać średnio 99,90 procent długości fal światła widzialnego.

Trwały i odporny

.Powłoka okazała się też wyjątkowo stabilna w dłuższym czasie, nawet podczas testów z wodą i wilgocią, co wskazuje na jej przydatność w zastosowaniach przemysłowych. To istotne, bo o wartości takiego lakieru decyduje nie tylko sama głębia czerni, ale i to, czy wytrzyma codzienne warunki panujące na drodze.

Liu zaznacza, że wraz z rozwojem technologii dyspergowania wciąż jest pole do poprawy praktycznej przetwarzalności nanomateriałów zawierających nanorurki. Zwiększenie ich udziału jeszcze podniosłoby zdolność pochłaniania światła, choć utrudniłoby produkcję na skalę przemysłową. W przyszłości zespół rozważa też lakier wielowarstwowy z gradientowym współczynnikiem załamania, który ograniczałby odbicia na granicach warstw i jeszcze bardziej pogłębiał czerń.

Droga na ulice

.Naukowcy ukończyli już techniczny dowód słuszności koncepcji procesu wytwarzania powłoki, ale zanim ultraczarne auta z tym lakierem wyjadą na drogi, minie jeszcze trochę czasu. Dalsze prace mają skupić się na sprawdzeniu okna aplikacji lakieru i pełnym potwierdzeniu właściwości powłoki w warunkach rzeczywistych. Jeżeli próby się powiodą, w salonach mogą pojawić się samochody tak czarne, że niemal znikają w cieniu, a czerń, od zawsze kojarzona z luksusem, sięgnie granicy wyznaczonej przez fizykę światła.

Szymon Ślubowski