Киотский университет вместе с международной командой разработал способ делать белые материалы без традиционных пигментов. Вместо краски используют структуру самого полимера — миллиарды крошечных пор, которые рассеивают свет так же, как снег или облака.

Процесс называется глубокой пенной фотолитографией. Сначала фоточувствительный полимер облучают ультрафиолетом. Свет одновременно разрывает молекулярные цепи в одних местах и связывает их в других. Потом материал обрабатывают слабым растворителем — он вызывает набухание и рост пор внутри структуры. Плотная плёнка превращается в микроскопическую пену.

Белизна возникает не из-за химического состава, а из-за множества границ между полимером и воздухом. Свет отражается от этих границ в разные стороны, создавая ощущение белого цвета. Тот же механизм работает в облаках, снеге и листьях растений.

Управляя освещением, исследователи получают на одной поверхности участки с разной плотностью пор — так печатают белые и серые изображения без чернил. Разрешение достигает 20 000 точек на дюйм, а точность позволяет увидеть даже дифракционные цвета на самых мелких структурах.

Технология даёт ещё один бонус. Контролируемое сжатие пены создаёт на поверхности рельеф, похожий на лист лотоса. Такой материал отталкивает воду без покрытий с фтором — свойство появляется само из структуры.

Разработчики видят в этом способ избавиться от двух распространённых химических классов. Для белизны упаковки и плёнок везде используют диоксид титана, водоотталкивающие покрытия часто делают с PFAS — соединениями, которые накапливаются в природе. Новый метод переносит обе функции с химии на физику материала.

Способ работает на уже существующих полимерах — поликарбонате, полиэтилентерефталате, полиметилметакрилате, полисульфоне и других. Создавать новый материал не нужно.

Тестирование прошли не только на плёнках. Учёные сформировали пористую структуру в полимерных волокнах и обработали ткани. Применение может быть в печати, упаковке и текстиле, где нужны белизна, лёгкость и водоотталкивающие свойства одновременно.

Управление пеной открывает больше возможностей. Исследователи создавали области с разной толщиной, смачиваемостью, оптическими свойствами, формировали каналы для жидкостей и ячейки для микрокапель. Некоторые структуры растягивались в 20 раз от исходной толщины.

Главное преимущество — получить несколько функций за одну операцию. Свет определяет рисунок, растворитель создаёт поры, структура даёт белизну, рельеф отвечает за отношение к воде. На пути в промышленность остаётся показать, как технология масштабируется и может ли она конкурировать с обычными пигментами по цене.