Художники и нанотехнологи разработали краски для росписи керамических плиток

Для создания этих нанокрасок используется метод управления формой и размером частиц материалов.

Что получится, если художнику дать краски, созданные с использованием нанотехнологий? Таким вопросом в своем время задалась Елена Морозкина, заведующая кафедрой декоративно-прикладного искусства и дизайна художественно-графического факультета КубГУ. Результатом развития этой идеи, исследований нанотехнологов и биологов, и творчества художников стало разноцветное панно, украшающее сегодня вход на биологический факультет. Краски для него созданы в научно-исследовательских лабораториях университета.

Подробнее о том, как они создавались, нам рассказал Владимир Бузько, доцент кафедры радиофизики и нанотехнологий КубГУ.

Неожиданная коллаборация

Направление Science Art – это соединение науки и искусства. По словам руководителей проекта, сейчас есть возможность развития всех наук именно через междисциплинарное сотрудничество.

Биологам необязательно знать основы художественного мастерства, чтобы создать что-то интересное в этой сфере. Так же, как и художники не должны быть учеными. Обе эти сферы могут дополнить друг друга. В результате этого соприкосновения рождаются уникальные шедевры.

– Мы – нанотехнологи и не разбираемся во всех этих художественных вещах. Но у нас есть приборы, которые измеряют характеристики отражения света от различных материалов, так и имеются в распоряжении приборы, с помощью которых мы можем изучить микроструктуру тех или иных материалов. Мы как инженеры-материаловеды ее пристально исследуем, – отметил Владимир Бузько.

Последняя песня растений

Панно создано из разработанных керамических плиток. Во влажную глину впечатали растения юга России, экземплярами которых поделились биологи КубГУ. Краски для росписи произведены исследователями-нанотехнологами в лаборатории под руководством Владимира Бузько.

Кубанские ученые несколько лет назад стали изучать спектры отражения света от зеленых листьев растений нашего края и задумались над возможностью создания синтетических пигментов, которые бы показывали такие же характеристики отражения, как у природных листьев.

– В мире полно зеленых красок для рисования. Но краски, которые предлагает промышленность, обладают очень ненатуральными цветами. Искусственные листья, окрашенные этими красками, на живые листья мало похожи. Нас это тогда удивило: почему так? – рассказал Владимир.

Управляем формой частиц материалов, получаем цвет

В ходе изучения листьев различных растений ученым стало понятно, что видимая картинка цветовосприятия любого пигмента очень сильно зависит от его микроструктуры. Другими словами, большую роль играет именно форма частиц пигментов на поверхности. Они могут быть круглыми, пластинчатыми или нитевидными – у каждого типа будет свой цветовой оттенок. К примеру, пластинчатые частицы зеленых пигментов очень сильно отражают зеленый свет и кажутся неестественно яркими. А вот нитевидные частицы плохо отражают среднюю часть зеленого диапазона видимого света, но сильно отражают синюю часть диапазона. Поэтому такие пигменты выглядят сине-зелеными.

– Если нужно, чтобы у нашего пигмента было больше блеска, значит наночастицы нужно дольше подвергать термической обработке, сделать так, чтобы частицы были более вытянутыми. Если нужно меньше блеска у пигментного материала, то его наночастицы нужно так организовать, чтобы микроструктура была пористая, – объяснил Владимир

Получается, что из одного и того же по химическому составу материала возможно создать пигмент с разными цветовыми характеристиками, управляя формой и размером этих частиц наряду с их упорядочиванием. Если хорошо приглядеться с помощью микроскопа высокого разрешения, то можно увидеть, как каждый из этих пигментов состоит из множества микрочастиц различной формы, образованных агрегированными наночастицами.

Обычные правила здесь не работают

Местным нанотехнологам удалось создать целую палитру зеленых оттенков керамических пигментов, очень близких к окрасу листвы различных растений нашего края. Для их создания использовался как известный ранее оксид хрома, так и новые материалы на основе цинковых шпинелей, и метод управления формой и размером наночастиц.

А вот розовый цвет одного из пигментов, по признанию ученых, родился в результате непредсказуемого протекания процесса синтеза: хотели получить синий пигмент, а получился материал с выраженным оттенком розового цвета.

Наши ученые сделали неожиданный вывод, что вообще для пигментных материалов на основе наночастиц не работают обычные правила смешения цветов. В результате можно получить что-то неожиданное по цветовым оттенкам. К примеру, если смешать уже приготовленные готовые нанопигменты синего и желтого цветов, то привычный зеленый окрас не получится.

По словам нанотехнологов, зачастую для них проще поменять химических состав красок, чтобы добиться нужного цвета. Поэтому в домашних условиях такую краску создать практически невозможно. Для того, чтобы синтезировать пигмент с одним оттенком цвета, уходит всего около часа работы в специализированной лаборатории. А вот его исследование может занять до нескольких дней.