कोबे विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नई "संरचनात्मक रंग स्याही" बनाई है जो केवल 100-200 नैनोमीटर मोटी है और बिना फीके व्यापक देखने के कोण से ज्वलंत रंग प्रदर्शित करती है, जबकि इसका वजन आधा ग्राम प्रति वर्ग मीटर (0.002 औंस प्रति वर्ग फुट) से भी कम है। सामान्य पेंट और रंगद्रव्य प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं और दूसरों को प्रतिबिंबित करते हैं, लेकिन यह अक्सर आणविक स्तर पर उन्हें ख़राब कर देता है, जिससे रंग फीका पड़ जाता है।
दूसरी ओर, संरचनात्मक रंग, प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को रद्द करने के लिए बिल्कुल एक-दूसरे से दूरी पर स्थित समानांतर नैनोस्ट्रक्चर से प्रकाश के पूर्ण स्पेक्ट्रम को प्रतिबिंबित करते हैं। यह वह प्रभाव है जो तितली के पंखों और मोर के पंखों को उनका भव्य, चमकदार रंग देता है। चूँकि प्रकाश अवशोषित नहीं होता है, केवल संरचना से परावर्तित होता है, रंग फीका नहीं पड़ता है, लेकिन प्रभाव अक्सर देखने के कोण पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिसके परिणामस्वरूप रंगों का एक चमकदार इंद्रधनुष होता है जो प्रकृति में बहुत सुंदर होते हैं लेकिन अधिकांश औद्योगिक रंगों के लिए थोड़ा अपरंपरागत होते हैं।
कोबे टीम ने संरचनात्मक रंग बनाने के लिए एक नए तरीके पर शोध किया। समानांतर नैनोस्ट्रक्चर का उपयोग करने के बजाय, उनकी विधि छोटे क्रिस्टलीय सिलिकॉन क्षेत्रों का उपयोग करती है। "मी रेज़ोनेंस" नामक एक घटना के माध्यम से, ये नैनोस्केल क्षेत्र कुछ तरंग दैर्ध्य को दूसरों की तुलना में अधिक दृढ़ता से प्रतिबिंबित करते हैं, और ये तरंग दैर्ध्य कण आकार में परिवर्तन के रूप में भिन्न होते हैं।
दूसरे शब्दों में, इन कणों का आकार बदलने से सामग्री का रंग बदल जाता है। चूँकि गोला सभी दिशाओं में प्रकाश को परावर्तित करता है, इसलिए कोई इंद्रधनुष प्रभाव नहीं होता है। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि इन स्याही को मुद्रित किया जा सकता है। यह ध्यान देने योग्य है कि रंग तब सबसे मजबूत होता है जब नैनोस्फेयर के चारों ओर एक साथ कसकर पैक होने के बजाय थोड़ी सी जगह होती है, इसलिए कम अधिक होता है।
कोबे मटेरियल इंजीनियर हिरोशी सुगिमोटो ने एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा, "केवल 100-200 नैनोमीटर मोटी विरल रूप से वितरित सिलिकॉन नैनोकणों की एक परत ज्वलंत रंग प्रदर्शित कर सकती है, लेकिन इसका वजन प्रति वर्ग मीटर आधा ग्राम से भी कम है। यह हमारे सिलिकॉन नैनोस्फियर को दुनिया में सबसे हल्के में से एक बनाता है।"
विमानन उद्योग उन क्षेत्रों में से एक है जहां अल्ट्रा-लाइटवेट कोटिंग्स की सबसे अधिक आवश्यकता है। सिंपलफ्लाइंग के अनुसार, यात्री विमान द्वारा ले जाए जाने वाले पेंट का वजन 272 से 544 किलोग्राम (600 से 1,200 पाउंड) तक होता है, और विमान द्वारा ले जाने वाली कोई भी चीज सीधे तौर पर ईंधन दक्षता को प्रभावित करेगी।
सुगिमोटो ने कहा, "अगर हम नैनोस्फेयर पर आधारित स्याही का उपयोग करते हैं, तो हम वजन को 10 प्रतिशत से कम करने में सक्षम हो सकते हैं।"
इसलिए विमान जहां भी जाता है, वह थोड़ा कम ईंधन जलाता है - लगभग उतना ही जितना वह पांच या छह कम वयस्क पुरुष यात्रियों के साथ जलाता है।
इसके अलावा, साधारण पेंट आसानी से फीका पड़ जाता है, जिसे दोबारा पेंट करने के लिए 455 लीटर (120 गैलन) पेंट की आवश्यकता होती है, जिसकी लागत $200,000 होती है। ये नए संरचनात्मक रंग स्याही पूरी तरह से रंगीन हैं, इसलिए जबकि उनकी लागत अधिक है, उन्हें अनिश्चित काल तक उपयोग किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप विमान के जीवन पर लागत बचत होती है।
वाणिज्यिक विमानों का उपयोग अक्सर दशकों तक किया जा सकता है, और एक बार जब इन अति पतली संरचनात्मक रंगीन स्याही को उत्पादन में लगाया जा सकता है, तो अच्छी व्यावसायिक संभावनाएं होंगी।
शोध एसीएस एप्लाइड नैनोमटेरियल्स जर्नल में प्रकाशित हुआ था, और नीचे दिया गया वीडियो स्याही को प्रदर्शित करता है।