В (США) открыт новый тип износостойкого, экологически безвредного синего пигмента, обладающего необычной способностью отражать тепло. Это «холодное синее» соединение, полагают его авторы, могло бы стать важной составной частью энергосберегающих мер в современных зданиях.
Посмотрим, так ли это на самом деле.
Тригонально-бипирамидальная кристаллическая структура пигмента, предоставленная авторами разработки (иллюстрация Oregon State University).
Вещество, о котором пойдёт речь, было открыто несколько лет назад почти случайно при изучении электрических свойств новых материалов. После получения учёными патента информация о необычном пигменте стала более открытой. Одной из наиболее интересных областей применения соединения является помощь в сокращении количества тепла, абсорбируемого крышами и стенами зданий, особенно в тех жарких регионах, где счета за охлаждение остаются основной статьёй расходов.
По заверениям создателей пигмента, он отражает до 40% тепла, передаваемого в виде ИК-излучения. Способность отражать ИК-излучение выглядит довольно необычной ещё и потому, что традиционно используемые тёмные красители имеют как раз тенденцию к абсорбированию большего количества тепла, чем это свойственно светлым краскам. Однако у любого правила есть свои исключения, вот и этот пигмент, хоть и обладающий достаточно тёмным тоном, отражает около половины тепла в инфракрасном спектре. Кроме того, новый пигмент, открытый орегонскими исследователями, является, возможно, лучшим синим пигментом, когда-либо произведённым человеком со времён античности. Синие пигменты всегда были предметом самых интенсивных поисков, но, к сожалению, часто обладали определёнными недостатками, не устраивающими материаловедение: либо слишком быстро разлагались на солнце, либо были излишне токсичными, а то и вовсе канцерогенными.
Собственно, и это вся доступная информация об «удивительном» пигменте. В качестве небольшого дополнения авторы сообщают, что при нагревании прекурсора до 1 100 ˚C происходит «некоторая трансформация марганец-содержащего соединения», что и вызывает переход цвета в «удивительно синий». Как позже определили сами исследователи, изменение окраски связано с необычной «тригонально-бипирамидальной координацией» молекул пигмента в кристаллической решётке прекурсора, которая изменяется под действием экстремально высоких температур.
Вот и всё. Завуалировано до запутывания. Впрочем, авторы приводят иллюстрацию, которая и является, по-видимому, той самой «тригональной бипирамидой». Попробуем сказать что-то более конкретное, исходя из этой информации, забытой авторами, наверное, «по недогляду». Судя по геометрии, расцветке атомов и на основании некоторого опыта перед нами фаза на базе смешанного оксида , в которой роль элемента включения выполняет трёхвалентный марганец. Более того, скорее всего, никакого магического перестроения с изменением цвета и не происходило. А было банальное получение смешанного оксида спеканием трёх исходных простых оксидов Y2O3, In2O3 и Mn2O3 под давлением на воздухе в определённом желаемом соотношении. При этом происходило образование фазы смешанного оксида YIn1-xMnxO3.
Если всё это так и все наши рассуждения верны, то синий цвет обусловлен исключительно включением Mn3+, втиснутого в непривычное тригонально-бипирамидальное координационное окружение. Но самое главное — это, конечно, полнейшая несостоятельность идеи авторов, стремящихся навязать их «удивительное» соединение в качестве компонента энергосберегающих технологий. Цена индия и иттрия, а в особенности их исчезающая распространённость, делают сколько-нибудь масштабное применение такого пигмента не только безумно дорогой, но и физически невыполнимой затеей. Дешевле будет установить в десятки раз больше кондиционеров, чем выкрасить крышу и стены индием и иттрием. С научной точки зрения, открытие интересное, с практической — бесполезное, зря только на патент потратились и секретничали...
Комментариев нет:
Отправить комментарий