Жук-кифохил вдохновляет на создание сверхбелой бумаги

Исследователи из компании Imerys Minerals Ltd. и Университета Эксетера разработали новый способ производства сверхбелых покрытий для бумаги, взяв за основу структуру панциря жука Cyphochilus.

• Природный эталон белизны: Чешуйки панциря этого жука, обитающего в Юго-Восточной Азии, имеют исключительную яркую белизну при толщине всего 1/200 миллиметра (в 10 раз тоньше человеческого волоса). Считается, что такая окраска развилась для маскировки под местные белые грибы.
• Секрет структуры: Белизна создаётся не пигментами, а за счёт высоко неупорядоченной внутренней 3D-структуры чешуек. Эти нерегулярные формы эффективно рассеивают свет всех цветов одновременно.
• Промышленное применение: Обычные минеральные покрытия для качественной бумаги (на основе карбоната кальция и каолина) должны быть вдвое толще чешуек жука, чтобы достичь такой же белизны. Новое исследование, опубликованное в Applied Optics, показывает, что, тщательно подбирая и обрабатывая минералы, можно воспроизвести некоторые структурные особенности панциря жука.
• Преимущества: Такое биовдохновлённое покрытие позволит производить более лёгкую бумагу с высокой степенью белизны, что снизит транспортные расходы и экологическую нагрузку.
• Ключевой принцип: Для создания оптимального белого покрытия необходимо сбалансировать размер, плотность и расстояние между рассеивающими частицами, как это сделано в чешуйках жука. Некоторые из этих принципов уже можно реализовать с помощью специально разработанных минералов, например, линейки CarboFlex™ от Imerys.
• Перспективы: Imerys планирует оценить возможность масштабирования технологии. Учёные из Университета Эксетера под руководством профессора Пита Вукусика продолжают изучать разнообразные природные системы создания белизны у других животных и растений для новых технологических применений.