Các nhà khoa học đã tạo ra loại sơn nhẹ nhất thế giới, chỉ cần rất ít sơn này cũng đủ để sơn phủ cả một vật thể.

Sơn truyền thống sử dụng các chất màu hữu cơ hoặc vô cơ, mỗi loại có ưu điểm và nhược điểm riêng. Các chất màu nhân tạo này được sản xuất trên quy mô lớn và có giá thành khác nhau, song về cơ bản chúng sử dụng oxide kim loại để tạo ra các màu và sắc thái khác nhau. Sau đó, các chất màu được trộn với dung môi, chất kết dính, và nhựa để tạo ra sơn. Nhược điểm là mỗi màu lại cần chất liệu khác nhau, khiến việc tạo ra màu mới khá khó khăn.

Debashis Chanda, nhà nghiên cứu tại ĐH Central Florida, cho biết, sự đa dạng về màu sắc và sắc độ trong thế giới tự nhiên thật đáng kinh ngạc. Ở nhiều loài chim, loài bướm hay loài hoa sặc sỡ, màu cấu trúc đóng vai trò là cơ chế tạo màu chính, theo đó sự sắp xếp hình học của hai vật liệu không màu điển hình tạo ra tất cả các màu.

Dựa trên nguồn cảm hứng sinh học như vậy, nhóm nghiên cứu của Chanda đã tạo ra một loại sơn plasmon mới, sử dụng sự sắp xếp hình học ở cấp độ nano của các vật liệu không màu là nhôm và oxit nhôm - thay vì sử dụng các phân tử của chất màu mới cho mỗi màu. Màu sắc của sơn plasmon tới từ chính cấu trúc hình học của các vật liệu: ánh sáng tương tác khác nhau với mỗi cấu trúc để tạo ra các màu khác nhau.

Loại sơn mới hứa hẹn nhiều ưu điểm hơn so với loại sơn truyền thống.
Loại sơn plasmon mới hứa hẹn nhiều ưu điểm hơn so với loại sơn truyền thống.

Theo các nhà nghiên cứu, sơn plasmon thân thiện hơn với môi trường vì nó không dùng chất màu, song đây không phải ưu điểm duy nhất. Các vật liệu plasmon phản chiếu toàn bộ quang phổ hồng ngoại, nhờ thế loại sơn này khiến cho bề mặt mà nó bao phủ mát hơn loại sơn thương mại thông thường. Trong khi chất màu trong sơn tiêu chuẩn bị ánh nắng làm cho phai đi thì loại sơn mới bền màu hơn.

Thế nhưng, có lẽ ưu điểm nổi trội nhất là sơn plasmon chỉ cần độ dày 150 nanomet là sơn hiện màu. Do đó, để bao phủ toàn bộ vật thể thì ta chỉ cần một ít sơn plasmon. Chẳng hạn, chỉ cần 1,3 kg sơn mới để phủ toàn bộ máy bay Boeing 747, trong khi phải dùng hơn 450 kg sơn thường. Điều này biến nó trở thành loại sơn nhẹ nhất thế giới.

Hiện nay sơn plasmon chưa thể sản xuất đại trà vì công nghệ làm ra nó quá mới và đắt đỏ. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục làm việc để sớm đưa nó vào ứng dụng thực tiễn.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Science Advances.

Nguồn: