Com apenas 10% do peso da tinta tradicional, nanopartículas oferecem cores mais vibrantes que não desbotam
Fujii Minoru e Sugimoto Hiroshi acreditam que podem mudar o mundo, uma demão de tinta por vez. Estes cientistas de materiais da Universidade de Kobe, no Japão, descobriram uma nova substância capaz de pintar superfícies com cores vibrantes, usando apenas 10% do peso da tinta tradicional.
“Podemos aplicá-la no revestimento, por exemplo, de aviões. Os pigmentos e revestimentos de uma aeronave pesam várias centenas de quilos. Se usarmos nossa tinta à base de nanoesferas, poderemos reduzir o peso para menos de 10% disso, explica Hiroshi.
Essas nanoesferas são cristais de silício quase invisíveis, que, de acordo com uma nova pesquisa publicada na revista científica “ACS Applied Nano Materials”, refletem a luz de tal forma que podem cobrir todo o espectro de cores vibrantes e duradouras.
No centro da descoberta está o simples fato científico de que a cor não está apenas na luz absorvida, mas também na luz refletida. Os pigmentos tradicionais funcionam absorvendo determinados comprimentos de onda, resultando nas cores que vemos. Com o tempo, esses pigmentos desbotam.
A NATUREZA MOSTRA SUAS VERDADEIRAS CORES
Mas a natureza nos mostra que existe outra maneira de obter cores vibrantes que resistem ao tempo, como o brilho iridescente nas asas de uma borboleta ou a pluma vibrante de um pavão. Isso é chamado de cor estrutural, que basicamente manipula a luz em uma escala nanométrica.
Esta é a chave para a descoberta dos dois cientistas. A alta refletividade das nanoesferas se deve à grande eficiência de dispersão desses nanocristais de silício. “A necessidade de uma quantidade muito pequena de cristais de silício para coloração é uma vantagem na aplicação como pigmento colorido”, observa Hiroshi.
As nanopartículas geram cor dispersando a luz através de um fenômeno chamado ressonância de Mie, o que permite desenvolver tintas com cor estrutural.
Assim como um engenheiro de som pode controlar o tom de uma nota alterando a forma das ondas, a equipe pode mudar a cor que essas nanocristais refletem manipulando seu tamanho. Partículas menores produzem azul e violeta, enquanto as maiores refletem tons intensos de vermelho e laranja.
QUESTÃO DE PESO
As vantagens da descoberta não se limitam ao brilho, durabilidade e consistência. Seu baixo peso pode economizar muito dinheiro em diversos setores. Uma única camada de nanopartículas de silício esparsamente distribuídas, com uma espessura de apenas 100 a 200 nanômetros, exibe cores vibrantes, mas pesa menos de meio grama por metro quadrado.
Considere as implicações em uma indústria como a aeronáutica, na qual cada grama em um avião, até mesmo um sachê de açúcar para o café, tem um efeito no consumo de combustível.
Quando multiplicamos o peso de algo pequeno – como um sachê de açúcar – pelo número de unidades dentro de uma aeronave, pelo número de aviões e pelo número de horas de voo, acabamos com milhões de litros de combustível gasto para que os passageiros possam tomar uma xícara de café durante a viagem.
Agora, imagine o peso da tinta que cobre um avião. Pode parecer pouco, mas o efeito pode ser surpreendente tanto no custo do voo quanto nas milhões de toneladas de CO2 produzidas.
A tinta em uma aeronave, embora essencial para proteção e identidade visual, não é apenas uma camada de cor. Ela faz parte do material que o avião tem que erguer a cada decolagem, transportar por cada quilômetro da viagem e trazer de volta à terra a cada pouso.
Para um Boeing 777 típico, um dos aviões de grande porte mais populares, o uso da nova tinta de nanopartículas resultaria em uma redução de 450 quilos – o equivalente ao peso de um piano de cauda apenas em tinta.
Embora isso possa não parecer muito para uma máquina que pesa mais de 300 toneladas, considere o panorama geral. Ao longo de um ano, um Boeing 777 consome cerca de 215 milhões de litros de combustível. Com essa nova tinta, cada aeronave economizaria quase 96,8 mil litros anualmente, o que se traduz em uma redução de aproximadamente 239 toneladas de CO2 por avião por ano.
Agora, imagine uma companhia aérea com 100 aeronaves modelo 777 em operação. Anualmente, esta frota poderia economizar cerca de 9,67 milhões de litros de combustível, resultando em uma redução de aproximadamente 23,9 mil toneladas de CO2.
Se considerarmos o preço do combustível de aviação em torno de US$ 0,70 por litro, a economia seria de aproximadamente cerca de US$ 75,93 mil por aeronave por ano. Para nossa frota hipotética de 100 aviões, isso representa incríveis US$ 7,59 milhões todos os anos.
Globalmente, o impacto pode ser ainda maior. Com mais de 20 mil voos comerciais em todo o mundo, a adoção da tinta de nanopartículas poderia se traduzir em economias de centenas de milhões de dólares e um avanço significativo em direção a um futuro mais verde e sustentável na aviação.
Fonte: Fast Company 28.02.2024
