五彩缤纷的钛

时间:2023-12-11 10:29:03

用一节电池和一罐汽水,你就可以通过将钛的表面作阳极化处理,制造出可以永存的色彩

使用钛薄板建造的西班牙毕尔堡古根海姆博物馆。

由美国建筑大师弗兰克·盖里设计的西班牙毕尔堡古根海姆博物馆,是世界上最大的由复合钛材料兴建的建筑,累计使用了面积为3万多平方米、厚约1.5毫米的纯钛。这是一个建筑奇观,当然我明白其中也包含一些艺术或者其他的什么东西。为了了解有关利用钛薄膜工作的更多知识,我决定建造一个属于我自己的现代建筑奇迹:伊利诺伊州中东部古根海姆鸟巢。

钛通过其强度、耐久性以及绚丽多彩的氧化层证明了昂贵是物有所值的。一个仅仅有几个光波波长那么厚的透明氧化物涂层就可以使物体表面上产生颜色。实际上,这些颜色的产生是由涂层表面反射的光和下面金属表面反射的光互相干涉的结果。

铁可以自发地形成一个氧化层,我们称之为“生锈”,但是它是不透明的。铝能形成一种透明氧化层,但它太厚了,以至于无法形成色彩。钛的化学性质过于稳定以至于无法自发形成氧化层,这也是它为什么被认为是最好的建筑用金属的原因之一。但是即便如此,你依然可以用一块9V的电池、一张纸巾和一份磷酸溶液(我比较喜欢用百事可乐,但事实上任何可乐都可以)来人为地使它形成氧化层。

这个想法就是让电流流过苏打水进入金属表面。首先连结,然后把钛浸入一罐可乐中,让可乐浸没它的整个表面。也可以将一个垫子或刷子浸泡在你选择的苏打水中,然后用夹子夹在电池上进行“描绘”,形成某种图案。把图案模板、纸巾、锡箔按序逐层放好,这样锡箔就可以通过图案模板分配电流形成印花。

随着电流流过金属,一层绝缘的氧化层就形成了。当这层氧化层厚度达到厚时,就会阻断所施加的电压而自动停下来。这样形成的绝缘层的厚度就会十分一致,误差仅为一个光波波长的几分之一。用更高的电压会产生更厚的涂层,因此会产生不同的颜色。一节9V的电池可以产生淡黄色,2节就会得到蓝色,3节则是深蓝色的。当你增加更多的电池时,颜色的变化开始循环:3.5个波长厚的涂膜层所给出的颜色和2.5个波长厚的涂膜的层颜色是相同的,依此类推。(只是要小心,因为当足够多的电池组合在一起的时候,如果你触碰到了湿纸巾,很有可能产生令你痛苦甚至是致命的电击。)

这些颜色绝对都是永久性的,它不怕阳光、酸雨、鸟粪,以及任何你能说得出来的腐蚀物。我怀疑古根海姆歌剧院周围的卫兵们有没有要专门留意那些携带着电池和提神饮料的人的工作条例。在这个尺度的钛建筑上进行电涂鸦是需要非常大胆的思路的。

钛表面的透明氧化层会产生颜色,而且这些颜色会因氧化层的厚度不同而发生变化,其原理是光波的干涉使氧化层产生了颜色。

如何为钛着色

你需要

□ 钛薄片?

□ 百事可乐?

□ 导线和鳄鱼夹

□ 几节9V的电池

□ 锡箔

1 如果要染成实心的颜色,应在底部放置一张锡箔,边上放一碗百事可乐,然后把锡纸和9V电池的负极相连接,钛薄片和正极相接,然后浸在可乐碗中。

2 若要形成一定的图案,可将用可乐浸泡过的纸巾放于模板之上,再把锡箔放在上边。

3 只要1秒钟就可以形成颜色。所以,你可以用纸巾包裹锡箔球,蘸着百事可乐随意地画画。