เครดิต: Olimpia Onelli

แปลและเรียบเรียงโดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาสารเคลือบขาวที่ขาวกว่ากระดาษขาวถึง 20 เท่า ทั้งยังบาง เบา ไม่เป็นพิษ กินได้ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมสี สารเคลือบ เครื่องสำอาง อาหาร และยา

โดยทั่วไปการผลิตสีสดใสมักทำโดยใช้ผงสีที่ดูดกลืนแสงที่บางความยาวคลื่น และขณะเดียวกันก็สะท้อนที่บางความยาวคลื่น แต่การผลิตสีขาวนั้น ผงสีต้องสะท้อนทุกความยาวคลื่นด้วยประสิทธิภาพพอๆ กัน ซึ่งผงสีที่มีสมบัติสะท้อนแสงได้ดีคือ ไทเทเนียมไดออกไซด์ หรือ ซิงค์ออกไซด์ แม้ผงสีเหล่านี้จะปลอดภัย แต่ก็ไม่ยั่งยืนและยังมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพไม่ดีพอ

ในธรรมชาติ แมลงปีกแข็ง Cyphochilus ซึ่งเป็นสายพันธุ์พื้นเมืองในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้มีเปลือกเป็นสีขาว แต่ทว่าสีขาวนี้ไม่ได้เกิดจากผงสี หากแต่เกิดจากโครงข่ายของไคติน ซึ่งเป็นโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ที่พบในเปลือกหอยและปลาหมึก (molluscs) เปลือกแข็งภายนอกของแมลง หรือผนังเซลล์ของเชื้อรา (fungi) โครงสร้างของไคตินสามารถกระเจิงแสงได้ดีมากส่งผลให้สารเคลือบสีขาวนี้ทั้งบางและเบา

การเห็นสีสดใสของปีกผีเสื้อและโอปอลนั้นเกิดจากโครงสร้างที่มีรูปแบบจำเพาะ ในขณะที่การเห็นสีขาวโครงสร้างต้องมีรูปแบบที่ไม่เป็นระเบียบ ทีมวิจัยจาก University of Cambridge ได้ร่วมกับ Aalto University ประเทศฟินแลนด์เลียนแบบโครงสร้างของไคตินโดยใช้เส้นใยขนาดเล็กของเซลลูโลสที่ไม่มีพิษ มีอยู่มากมาย แข็งแรง และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ซึ่งพวกเขาก็สามารถทำเมมเบรนที่มีสีขาวได้สำเร็จ

ทีมวิจัยสามารถปรับความทึบ และความขาวของวัสดุได้จากการใช้เส้นใยขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดต่างๆ กัน เมมเบรนที่ทำจากเส้นใยที่เล็กที่สุดก็จะโปร่งใส ขณะที่การใช้เส้นใยขนาดกลางและขนาดใหญ่เมมเบรนจะทึบกว่า การทำเช่นนี้จะทำให้นักวิจัยสามารถปรับรูปร่างของเส้นใยเพื่อให้สะท้อนแสงได้มากที่สุด ขณะนี้พวกเขาสามารถทำเมมเบรนที่สามารถกระเจิงแสงได้มากกว่ากระดาษถึง 20-30 เท่า ซึ่งสามารถนำไปใช้ทำวัสดุสีขาวที่มีความยั่งยืนและเข้ากันได้ทางชีวภาพ

สนใจอ่านข้อมูลเพิ่มเติมที่
•    https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180313084222.htm
•    https://newatlas.com/beetle-scales-white/53789/
•    Matti S. Toivonen et al. Anomalous-Diffusion-Assisted Brightness in White Cellulose Nanofibril Membranes. Advance Materials, 2018 DOI: 10.1002/adma.201704050

Scroll Up