Новый метод использует особую пористую структуру полимера, которая рассеивает свет как снег и отталкивает воду. Технология может применяться для пленок и тканей.

Белый цвет, который мы видим в природе, например, в пене морских волн, снеге или облаках, часто возникает не из-за пигментов, а из-за особого строения материалов, когда свет рассеивается на крошечных пузырьках воздуха и неровностях, и это делает поверхность ярко-белой. Ученые из Японии и Китая вдохновились этим природным явлением и создали новый способ производить белые материалы без вредных веществ.

Обычно для белого цвета в упаковке, пленках или тканях используют диоксид титана, который делает материал непрозрачным и ярким, но его безопасность вызывает споры, и в Европе его уже запретили в пищевых продуктах. А чтобы сделать поверхность водо- и маслоотталкивающей, применяют фторсодержащие химикаты — ПФАС, которые не разрушаются в природе и могут накапливаться в организмах. Ученые искали способ обойтись без них.

Решением стала технология, которая создает белый цвет и водоотталкивающие свойства за счет структуры самого материала, при этом обычный полимер обрабатывается сначала светом, а потом мягким растворителем. Под действием света полимер распадается на мелкие части, а растворитель заставляет его набухать, образуя множество крошечных пор. Пористая структура рассеивает свет, как это делает снег, и материал становится белым без каких-либо пигментов, а поверхность становится очень шероховатой, как у листа лотоса, и отталкивает воду.

Технологию назвали глубокой пенопластовой фотолитографией за счет простоты, отсутствия необходимости новых химикатов и возможности работы с уже существующими полимерами. Ее можно применять не только для пленок, но и для тканей. Новый материал получается легким, устойчивым к воде и при этом экологичным, потому что не содержит диоксида титана и ПФАС.

Такой подход меняет сам принцип создания материалов: вместо того чтобы добавлять химикаты для цвета и защиты, функции обеспечиваются за счет формы и структуры.

Фото: Киотский университет