Des chercheurs américains ont développé un nouveau nano-revêtement qui ne nécessite qu'une très fine couche pour produire des effets de couleur suffisants

Des scientifiques aux États-Unis ont inventé un nouveau type de nano-revêtement qui peut être fabriqué en un revêtement très léger en utilisant seulement une très petite quantité de matériau, seulement 0,4 gramme par mètre carré, établissant un record.

L'équipe de l'Université de Floride centrale a récemment publié un article dans le journal américain Science Advances, affirmant que la peinture traditionnelle du Boeing 747, d'environ 500 kilogrammes, peut être remplacée par une peinture ne pesant que 1,3 kilogramme. La méthode de production est assez simple et applicable à diverses surfaces. Ce nano-revêtement utilise une technologie de génération de couleur appelée "couleur structurale", qui utilise les propriétés physiques et optiques de la microstructure du matériau pour présenter des couleurs sans l'utilisation de pigments.

Les phénomènes de couleur structurale existent naturellement sous de nombreuses formes, y compris les ailes de papillon et les plumes de paon. Tous les systèmes de revêtement utilisés à divers stades de commercialisation reposent sur des pigments et produisent des effets de couleur en absorbant des longueurs d'onde spécifiques de lumière par des molécules de pigment. Les revêtements de couleur nanostructurés devraient être plus stables que les revêtements à pigments, ne jamais se décolorer et causer moins de pollution. Les méthodes existantes pour préparer ces revêtements ont toujours été coûteuses et inefficaces, et ne sont pas adaptées à la production à grande échelle. À l'Université de Floride centrale, les chercheurs ont utilisé une couche de miroir en aluminium comme substrat, l'ont revêtue d'oxyde d'aluminium, puis ont déposé des nanoparticules d'aluminium sur le substrat en utilisant une technique couramment utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs pour former des archipels non connectés de "nano-îles".

La structure en sandwich composée de cette couche de particules "nano-île", de la couche d'oxyde d'aluminium et du miroir en aluminium possède des propriétés optiques uniques. La distance entre chaque "nano-île" et l'épaisseur de la couche d'oxyde d'aluminium déterminent quelle longueur d'onde de lumière la structure peut résonner et quelle couleur elle présente. Différentes vitesses de déposition changent la couleur du matériau coloré. Pendant le processus de préparation, l'ensemble de la structure est attaché à une épaisse couche de film polymère soluble dans l'eau. Après préparation, le polymère est retiré pour former un matériau coloré nanostructuré fragmenté.

Les résultats montrent qu'un revêtement de 100 à 150 nanomètres peut présenter un effet de couleur complète, tandis que les revêtements traditionnels nécessitent une épaisseur de plusieurs microns (1 micron = 1000 nanomètres) pour présenter un effet de couleur complète. De plus, en raison de certaines caractéristiques inhérentes au phénomène de couleur structurelle, de tels matériaux ont souvent un effet arc-en-ciel, c'est-à-dire que la couleur vue sous différents angles est différente, ce qui le rend inacceptable dans de nombreuses applications de revêtement. Le nouveau matériau surmonte cette lacune dans une certaine mesure et possède donc de meilleures perspectives d'application.