Учёные создали ослепительно белый материал без единого пигмента

Учёные из Киотского университета совместно с исследователями из Токийского столичного университета и Университета Дунхуа разработали новый пенообразный материал, который выглядит ослепительно белым без единого пигмента. Эффект основан на структурной белизне — явлении, при котором цвет возникает не из-за окрашивающего вещества, а благодаря рассеиванию света на микроскопических структурах.

Именно так устроены морская пена, облака и снег: они кажутся белыми, потому что их структура эффективно рассеивает видимый свет. Этот же принцип лежит в основе знаменитой гравюры Хокусая «Большая волна в Канагаве» — белая пена волн и снег на горе Фудзи там не нарисованы белым пигментом, а появляются благодаря рассеянию света на волокнах традиционной бумаги васи.

Новый материал призван решить две проблемы современных покрытий и упаковки. Первая — диоксид титана (TiO₂), который обеспечивает белизну и непрозрачность, но недавно был запрещён в Евросоюзе в качестве пищевой добавки из-за опасений за безопасность. Вторая — группа химикатов PFAS, придающих материалам водо- и жироотталкивающие свойства, но способных накапливаться в окружающей среде и представлять экологический и медицинский риск.

Вместо добавления химии исследователи сделали ставку на физическую структуру. Полимер сначала облучают светом, который разбивает его на мелкие фрагменты, а затем обрабатывают мягким растворителем. Материал вспенивается и приобретает открытую сеть микропор. Внутри поры настолько эффективно рассеивают свет, что материал кажется ярко-белым без пигмента, а на поверхности образуется шероховатая текстура, отталкивающая воду — по аналогии с листом лотоса.

Процесс получил название Deep Foam Photolithography (DFP). Он работает не только с полимерными плёнками, но и с тканями, а также не требует создания новых специальных химикатов — уже продемонстрировано применение с несколькими коммерчески доступными полимерами. Материал позволяет достигать сверхвысокого разрешения печати (20 000 DPI), сочетая структурную белизну с управлением водой без диоксида титана и PFAS.

По словам исследователей, такой подход открывает путь к более лёгким материалам и снижает зависимость от добываемых минеральных пигментов и стойких фторированных соединений. Свойства закладываются непосредственно в физическую структуру материала, а не добавляются химическим путём.

Источники:

Материалы предоставлены Киотским университетом.

Detao Qin, Xianghui Liu, Baian Kuang, Yuzhe Zhang, Masateru Ito, Tatsuya Katsuno, Yuan Liu, Jianduo Zhang, Claudia Rosa, Meifang Zhu, Mikihito Takenaka, Hiroshi Imahori, Ganesh N. Pandian, Taiki Yanagishima, Easan Sivaniah. Foaming photopolymers as a high-resolution biomimetic printing platform. Nature, 2026; DOI: 10.1038/s41586-026-10968-9