You are here
Home > Нанотехнологии > Новый «золотой стандарт» для более безопасных керамических покрытий

Новый «золотой стандарт» для более безопасных керамических покрытий

Создание вашей собственной керамики может быть способом выразить ваше творчество, но некоторые методы и материалы, используемые в процессе, могут привести к плохим новостям для вашего здоровья и окружающей среды. Если не приготовить должным образом, некоторые глазурованные керамики могут выщелачивать потенциально вредные тяжелые металлы. В настоящее время ученые сообщают о прогрессе в разработке нового типа глазури, включающего наночастицы золота и серебра, которые менее токсичны и более экологичны, чем используемые в настоящее время составы, но при этом обеспечивают яркие цвета.

Исследователи представляют свои результаты через онлайн-платформу SciMeetings Американского химического общества (ACS).

Глазурь делает керамику блестящей и водостойкой, а также добавляет цвета, что проявляется при обжиге глиняного предмета в печи. Известно, что эти материалы содержат потенциально вредные ингредиенты, хотя многие производители уже удалили их. «Но даже сегодня вы все еще можете найти на рынке керамические глазури, которые содержат вредные тяжелые металлы», – говорит Райан Коппейдж, доктор философии, главный исследователь проекта. «Достижение самых ярких цветов традиционно требует использования большего количества тяжелых металлов, таких как барий и кадмий, которые могут выщелачиваться с поверхности и являются токсичными на таких уровнях».

Для разработки более безопасной глазури желаемого цвета, исследователи обратились к крошечным наночастицам из золота и серебра, Хотя эти металлы технически считаются «тяжелыми», в небольших количествах они считаются доброкачественными. Фактически, они часто используются в медицинских целях, таких как инъекции при ревматоидном артрите, и в качестве ингредиентов в противомикробных препаратах. Золото и серебро имеют хорошо узнаваемый желтый или белый металлический блеск, когда они видны на макромасштабе, но при уменьшении до уровня наноразмеров, то есть от 1 до 100 нанометров на частицу, они могут принимать совершенно разные оттенки. Их цвет меняется в зависимости от размера частицы; Частицы наноразмерного золота могут давать глубокие красные и синие цвета, а крошечные серебряные могут быть красными или даже ярко-зелеными.

Оказывается, золотые и серебряные наночастицы использовались в произведениях искусства на протяжении веков, даже ремесленники даже не знали об этом. «Наночастицы, использованные в исторических работах, были случайными, а не преднамеренными», – говорит Натан Динь, который работал в команде. Он и Coppage в университете Ричмонда. В средневековые времена ремесленники шлифовали золото и серебро в очень мелкий порошок или использовали соли золота или серебра в своих поделках, таких как витражи с яркими цветами и чаши. «В наше время никто не вкладывал наночастицы золота и серебра в глазури с нуля, поэтому их можно запускать в тех же печах, которые сегодня используют художники», – говорит Динь. «Это то, что мы пытаемся сделать с нашей работой.современные технологии и ноу-хау. ”

Чтобы достичь оптимальной керамической глазури, исследователи начали с простой основы глазури и смешали ее с различными комбинациями и размерами солей золота и серебра и наночастиц. Оттуда они применили эти тестовые глазури к глиняным предметам и обожгли их в традиционной керамической печи, используемой местными художниками. При микроскопическом исследовании исследователи обнаружили, что процесс обжига изменяет форму и размер наночастиц, что, в свою очередь, влияет на конечный цвет. Получающиеся оттенки зависели от источника металлов, а также используемых концентраций. А благодаря объединению обоих металлов в одну глазурь Dinh и Coppage могут производить широкий спектр цветов с тем же оборудованием, что и любители керамики.

Поскольку для этой новой глазури требуется лишь небольшая доля благородного металла , она экономична и экологична. На самом деле, по оценкам исследователей, остекление одной чашки будет стоить всего от 30 до 40 центов. И поскольку эти наночастицы гораздо более эффективны в производстве цветов, чем другие металлы, исследователям нужно было добавить очень небольшое количество золота или серебра, примерно 0,01% по весу. Это в отличие от обычных глазурей, которые содержат тяжелые металлы; эти глазури часто содержат 5-15% тяжелых металлов по весу – марганцевые глазури содержат до 50% металлического блеска.

Далее, Coppage и команда планируют продолжить изучение того, как именно процесс обжига меняет наночастицы золота и серебра, что поможет им точно настроить получающиеся цвета. Затем они планируют включить другие металлические наночастицы в глазури, что может привести к более широкому спектру цветов для использования в художественном сообществе.

Рекомендуем Вам посетить Магазин Сорманд

Top