Международная группа учёных разработала технологию, которая придаёт полимерам ярко-белый цвет и водоотталкивающие свойства без использования пигментов и токсичных химикатов. Нужный эффект достигается за счёт изменения микроструктуры самого материала, а источником вдохновения для исследователей послужили природные явления – от белизны облаков и морской пены до строения листьев лотоса.
Технология призвана решить две актуальные проблемы. Первая – отказ от диоксида титана (TiO2), популярного белого пигмента, который Евросоюз запретил применять в качестве пищевой добавки из-за опасений по поводу его безопасности. Вторая – замена пер- и полифторалкильных соединений (PFAS), которые используют для создания водо- и жироотталкивающих покрытий. Эти вещества практически не разлагаются в природе, накапливаются в окружающей среде и могут нанести вред здоровью.
Новый метод, названный глубокой пенной фотолитографией, позволяет формировать нужные свойства непосредственно в структуре материала. Сначала полимер облучают светом, который разрушает молекулярные связи. Затем его обрабатывают мягким растворителем, что заставляет материал набухать и образовывать внутри себя сеть микроскопических пор. Этот процесс придаёт полимеру сразу два качества.
Внутренняя пористая структура эффективно рассеивает свет, благодаря чему материал выглядит ослепительно белым без добавления красителей. Одновременно на поверхности формируется шероховатая текстура, которая заставляет капли воды скатываться, не смачивая её. Технология применима к ряду коммерчески доступных полимеров и может использоваться не только для плёнок, но и для тканей, что подтвердили эксперименты, проведённые совместно с Университетом Дунхуа в Китае. Потенциально метод позволит создавать более лёгкие и экологичные материалы для упаковки, покрытий и текстильной промышленности.
