शोधकर्ता ने तितलियों से प्रेरणा लेकर पहला पर्यावरण अनुकूल, बड़े पैमाने पर अनेक रंगों का विकल्प तैयार किया है, जो ऊर्जा को बचाने के प्रयासों में अहम भूमिका निभा सकता है। साथ ही जलवायु में बदलाव करने वाले ग्लोबल वार्मिंग पर भी लगाम लगाने में मदद कर सकता है। यह कारनामा यूनिवर्सिटी ऑफ सेंट्रल फ्लोरिडा के शोधकर्ता प्रोफेसर देबाशीष चंदा ने किया है।
शोधकर्ता के मुताबिक, प्राकृतिक दुनिया में रंगों और इनकी सीमा व्यापक है, रंग-बिरंगे फूल, पक्षियों और तितलियों से लेकर मछली और सेफालोपोडा जैसे पानी के नीचे रहने वाले जीवों तक में अनोखे रंग होते हैं। संरचनात्मक रंग कई अत्यंत चटकीले प्रजातियों में शुरुआती रंगों के बनने के तंत्र के रूप में कार्य करता है जहां आम तौर पर दो बिना रंग वाली सामग्रियों की व्यवस्था सभी रंगों का उत्पादन करती है। दूसरी ओर, मानव निर्मित रंगों के साथ, प्रत्येक रंग के लिए नए अणुओं की आवश्यकता होती है।
इस तरह की जैवविक चीजों से प्रेरणा के आधार पर, शोध टीम ने एक प्लास्मोनिक पेंट का आविष्कार किया, जो रंग बनाने के लिए पिग्मेंट या वर्णक के बजाय रंगहीन सामग्री एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम ऑक्साइड की नैनोस्केल संरचनात्मक व्यवस्था का उपयोग करता है।
जबकि वर्णक रंजक वर्णक सामग्री के इलेक्ट्रॉनिक गुण के आधार पर प्रकाश अवशोषण को नियंत्रित करते हैं, इसलिए प्रत्येक रंग को एक नए अणु की आवश्यकता होती है। संरचनात्मक रंजक नैनोसंरचना की ज्यामितीय व्यवस्था के आधार पर प्रकाश के परावर्तित, बिखरे या अवशोषित होने के तरीके को नियंत्रित करते हैं।
ऐसे संरचनात्मक रंग पर्यावरण के अनुकूल होते हैं क्योंकि वे केवल धातुओं और आक्साइड का उपयोग करते हैं, वर्तमान वर्णक आधारित रंगों के विपरीत जो कृत्रिम रूप से बने हुए अणुओं का उपयोग करते हैं।
शोधकर्ताओं ने सभी रंगों के लंबे समय तक चलने वाले पेंट बनाने के लिए उनके संरचनात्मक रंग के गुच्छे को एक व्यावसायिक प्रक्रिया के साथ जोड़ा है।
प्रोफेसर चंदा कहते हैं कि, सामान्य रंग फीका पड़ जाता है क्योंकि पिग्मेंट या वर्णक फोटोन को अवशोषित करने की अपनी क्षमता खो देता है। एक बार जब हम संरचनात्मक रंग के साथ कुछ पेंट करते हैं, तो यह सदियों तक रहना चाहिए।
शोधकर्ता कहते हैं, इसके अलावा, क्योंकि प्लास्मोनिक पेंट पूरे इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम को दर्शाता है, पेंट द्वारा कम गर्मी अवशोषित की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप नीचे की सतह 25 से 30 डिग्री फ़ारेनहाइट ठंडी रहती है, अगर यह मानक व्यावसायिक पेंट से ढकी होनी चाहिए।
प्रोफेसर चंदा कहते हैं, तापमान में अंतर प्लास्मोनिक पेंट करने से ऊर्जा में भारी बचत होगी। ठंडा करने के लिए कम बिजली का उपयोग करने से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में भी कमी आएगी, जिससे ग्लोबल वार्मिंग कम होगी। शोधकर्ता का कहना है कि प्लास्मोनिक पेंट बेहद हल्का भी है।
प्रोफेसर चंदा ने बताया यह पेंट के बड़े क्षेत्र और मोटाई के अनुपात के कारण है, केवल 150 नैनोमीटर की मोटाई के साथ, यह दुनिया का सबसे हल्का पेंट है।
शोधकर्ता के मुताबिक, पेंट इतना हल्का है कि केवल तीन पाउंड प्लास्मोनिक पेंट से बोइंग 747 को रंगा जा सकता है, जिसे सामान्य रूप से 1,000 पाउंड से अधिक के पारंपरिक पेंट की आवश्यकता होती है।
प्रोफेसर चंदा का कहना है कि संरचनात्मक रंग में उनकी रुचि तितलियों से उपजी है। उन्होंने कहा, एक बच्चे के रूप में, मैं हमेशा एक तितली बनना चाहते थे।
प्रोफेसर चंदा का कहना है कि परियोजना के अगले चरण में व्यावसायिक पेंट के रूप में इसकी व्यवहार्यता में सुधार के लिए पेंट के ऊर्जा-बचत पहलुओं की और खोज शामिल है।
पारंपरिक वर्णक पेंट बड़ी सुविधाओं में बनाया जाता है जहां वे सैकड़ों गैलन पेंट बना सकते हैं। इस समय, जब तक हम इसको आगे बढ़ाने की प्रक्रिया से नहीं गुजरते हैं, तब तक प्रयोगशाला में उत्पादन करना महंगा है।
प्रोफेसर चंदा कहते हैं, हमें कुछ अलग करने की जरूरत है, जैसे बिना विषाक्तता, कूलिंग इफेक्ट, अल्ट्रालाइट वेट, जो अन्य पारंपरिक पेंट नहीं कर सकते। यह शोध साइंस एडवांस नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।