Το Κύμα που Δεν Ήταν Λευκό
Ορίστε κάτι που θα σας κάνει να δείτε την ιαπωνική τέχνη με διαφορετικό μάτι: τα λαμπρά λευκά στα διάσημα ξυλογραφικά εκτυπώματα του Χοκουσάι δεν είναι στην πραγματικότητα λευκά. Ο αφρός στα κύματά του, το χιόνι που καλύπτει το όρος Φούτζι, οι λεπτοί σύννεφοι—όλη αυτή η φωτεινή λευκότητα προέρχεται από την υφή του ίδιου του χαρτιού washi. Το φως ανακλάται στις εκτεθειμένες ίνες του χαρτιού, διασκορπίζεται προς κάθε κατεύθυνση και τα μάτια μας ερμηνεύουν αυτό ως φωτεινό, καθαρό λευκό.
Χωρίς χρωστική ουσία. Απλώς η φυσική κάνει τη δουλειά της.
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται δομική λευκότητα και κρυβόταν σε κοινή θέα στη φύση πολύ πριν οι άνθρωποι σκεφτούν να το μελετήσουν. Ο αφρός της θάλασσας, τα σύννεφα, το φρέσκο χιόνι—κανένα από αυτά δεν περιέχει «λευκή ουσία». Απλώς διαθέτουν τη σωστή μικροσκοπική αρχιτεκτονική για να διασκορπίζουν το ορατό φως σαν να μην υπάρχει αύριο.
Και τώρα, οι επιστήμονες κατάφεραν να εκμεταλλευτούν αυτό το αρχαίο κόλπο για σύγχρονα υλικά. Αρκετά εντυπωσιακό, σωστά;
Δύο Προβλήματα, Μία Έξυπνη Λύση
Η διεθνής ομάδα πίσω από αυτή την έρευνα—με επικεφαλής τον Καθηγητή Easan Sivaniah στο Ινστιτούτο Ολοκληρωμένων Κυτταρικών-Υλικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Κιότο, σε συνεργασία με συναδέλφους από το Μητροπολιτικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο και το Πανεπιστήμιο Ντονγκχουά—είχε δύο μεγάλα προβλήματα στον χώρο των υλικών που ήθελε να λύσει.
Πρώτα απ’ όλα: το διοξείδιο του τιτανίου. Αυτό το ορυκτό εμφανίζεται παντού—σε λευκές συσκευασίες, φιλμ, επικαλύψεις, ακόμα και σε ορισμένα τρόφιμα (όπου παλαιότερα αναγραφόταν ως πρόσθετο E171). Κάνει τα αντικείμενα φωτεινά και αδιαφανή, κάτι που είναι εξαιρετικό για τους κατασκευαστές. Αλλά ορίστε το πρόβλημα: η Ευρωπαϊκή Ένωση απαγόρευσε πρόσφατα το διοξείδιο του τιτανίου ως πρόσθετο τροφίμων λόγω ανησυχιών για την ασφάλεια. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς σημαίνει ότι εταιρείες παντού προσπαθούν εναγωνίως να βρουν εναλλακτικές.
Δεύτερο πρόβλημα: PFAS. Ίσως έχετε ακούσει αυτές τις ουσίες να αποκαλούνται «αιώνια χημικά». Αυτές οι φθοριωμένες ενώσεις βοηθούν τα υλικά να απωθούν το νερό και το λάδι, κάτι που ακούγεται χρήσιμο—μέχρι να θυμηθείτε ότι επιμένουν στο περιβάλλον για ό,τι φαίνεται αιώνες και μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα υγείας. Η πίεση για την εύρεση υποκατάστατων αυξάνεται παγκοσμίως.
Η ερευνητική ομάδα σκέφτηκε: τι θα γινόταν αν δεν χρειαζόμασταν ούτε το ένα ούτε το άλλο; Τι θα γινόταν αν μπορούσαμε να σχεδιάσουμε υλικά που αποκτούν τη λευκότητα και την υδροφοβικότητά τους αποκλειστικά από τη φυσική δομή;
Η Φύση Είχε Ήδη Λύσει Αυτό
Οι ερευνητές αντλήσαν έμπνευση από μερικούς αρκετά απρόσμενους χώρους. Το φύλλο του λωτού, διάσημο για την απωθητική του