Исследователи из Китая разработали отражающее покрытие, строение которых организовано по образу и подобию нижней поверхности листа тополя.

Новое покрытие может применяться для наружной отделки зданий, чтобы противостоять увеличению температуры внутри зданий, экономя тем самым энергию, которая может потребоваться на кондиционирование зданий и понижение в них температуры.

Янлин Сонг (Yanlin Song) с коллегами из Академии наук Китая (Пекин) смог воспроизвести структуру нижней поверхности тополиного листа, свивая полимеры в отражающие пленки, состоящие из длинных полых однородных волокон.

Рис. 1. Волокнистая структура листа тополя
(слева) и отражающая поверхность под увеличением,
на изображении можно наблюдать полые волокна
(справа). (Рисунок из Energy Environ. Sci., 2011,
DOI: 10.1039/c0ee00686f).

Нижняя поверхность листа тополя отражает свет лучше, чем верхняя. Это происходит из-за эффекта «холодной крыши», основанного на том, что слой волокон на нижней стороне листа отражает свет, способствуя тому, что через лист проходит меньше тепла. Под интенсивным солнечным светом лист переворачивается таким образом, что к солнцу оказывается нижняя сторона листа, и, благодаря тому, что свет отражается от листа в большей степени, чем поглощается им, лист выглядит белым. Сонг отмечает, что хотя листья тополя зеленые, иногда, во время жары покрытая листьями крона дерева выглядит белой.

Исследователи обнаружили, что контроль за толщиной пленки и количеством пересечений волокон, способствующие максимальному подобию нового материала строению листа, что, возможно, является ключом для его максимальной отражающей способности. Испытания пленок проводились за счет их нанесения на диарилэтен – соединение, цвет которого переходит от красного до бесцветного при облучении видимым светом за счет реакций размыкания и замыкания циклов. Было обнаружено, что новое покрытие способствует тому, что диарилэтен прекращает менять цвет; помимо прочего новое покрытие отличается гидрофобностью.

Высокая отражательная способность наряду с водоотталкивающей способностью делают новый материал идеальным кандидатом для применения в различных областях строительства и отделки, однако до начала применения «искусственных тополиных листов» на практике необходимо увеличить их долговечность и устойчивость по отношению к условиям окружающей среды. В планах Сонга также увеличение отражательной способности материалов и увеличение спектрального диапазона, в котором будут работать новые светоотражательные гидрофобные поверхности.