Создан самый белый биоматериал на земле

Физики создали из нановолокон целлюлозы самое белое вещество в мире, вдохновившись сложными панцирями экзотических жуков. 

Белый и черный цвета издавна считаются противоположными друг другу. С точки зрения физики это легко объяснимо: черные вещи поглощают почти весь свет, который попадает на них, в то время как белые вещи отражают его в обратном направлении, что одинаково для светового излучения с волнами любой длины. Группа европейских ученых, используя одно лишь это свойство, создала самую белую бумагу в мире. Но насколько она белая? «Когда вы красите стену в белый цвет, вам приходится класть на нее несколько слоев краски. В случае с нашим материалом будет достаточно всего одно слоя толщиной 10 микрон», отвечает ведущий автор исследования Олимпия Онелли (Olimpia Onelli) из Кембриджского университета. Для сравнения, толщина человеческого волоса составляет от 80 до 110 микрон.

Как известно, на цветовое восприятие светового излучения влияет длина его волны. Человеческий глаз может видеть только свет с длиной волны от 380 до 750 нм. Поверхности, которые рассеивают световые волны определенной длины, становятся в зависимости от этого красными, синими, зелеными и так далее. Но белая поверхность должна рассеивать любой свет одинаково, а потому ключом к созданию идеально белого материала стала грубая, пористая поверхность.

Обычно для приготовления белых веществ физики используют диоксид титана, однако в форме наночастиц это вещество может быть токсичным. Исследователи обратили внимание на жуков рода Cyphochilus, хитиновый панцирь которого отлично рассеивает свет за счет своей сложной биоструктуры. В результате, в новом материале были использованы целлюлозные нанофибриллы — нанометровые волокна целлюлозы, которые напоминают хитин по своей структуре. Ученые вращали целлюлозу в центрифуге до тех пор, пока в жидкой суспензии не остались только волокна нужной им длины, после чего жидкости дали высохнуть и нанофибриллы сами собой создали текстуру с «правильной» белизну.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Advanced Materials, новый материал в 20−30 раз белее, чем белая фильтрационная бумага. На сегодняшний день это не самое белое вещество в мире — некоторые формы диоксида титана все же слегка белее. Однако, поскольку данное вещество не представляет угрозы, использовать его можно где угодно — в краске, косметике и даже в пище.