Вдохновленные мигающими цветами неоновых рыбок исследователи разработали методику изменения цвета материала путем манипулирования ориентацией наноструктурированных столбцов.
«Рыбки неон тетра могут контролировать свои ярко окрашенные полосы, изменяя угол наклона крошечных пластинок на их коже», - говорит Чих-Хао Чанг, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в Университете штата Северная Каролина, один из авторов статьи.
«Для этого исследования мы создали материал, который демонстрирует аналогичные способности», - говорит Жирен Луо, первый автор статьи. «В частности, мы показали, что можем изменить цвет материала, используя магнитное поле, чтобы изменить ориентацию массива наноколонок».
Изменяющий цвет материал имеет четыре слоя. Кремниевая подложка покрыта полимером, который был заделан наночастицами оксида железа. Полимер включает в себя регулярный набор слоев шириной в микрон, благодаря чему полимерный слой напоминает кирпич LEGO®. Средний слой представляет собой водный раствор, содержащий свободно плавающие наночастицы оксида железа. Этот раствор удерживается на месте прозрачной полимерной крышкой.
Когда вертикальное магнитное поле приложено ниже основания, это тянет плавающие наночастицы в колонки, выровненные по опорам. Изменяя ориентацию магнитного поля, исследователи могут изменить ориентацию столбцов наночастиц. Изменение угла столбцов смещает длину волны света, который наиболее сильно отражается материалом; с практической точки зрения материал меняет цвет.
Credit: Zhiren Luo, NC State University
«Например, мы смогли изменить воспринимаемый цвет материала с темно-зеленого до неоново-желтого», - говорит Луо.
«Вы можете изменить базовый цвет материала, контролируя массив опор на полимерной подложке», - говорит Чанг. «Следующие шаги для нас будут включать в себя тонкую настройку геометрии массивов столбцов для улучшения чистоты цветов. Мы также планируем поработать над разработкой интегрированных электромагнитов, которые позволили бы делать более программируемые цветовые сдвиги».
Главная цель исследователей - разработка приложений, начиная от отражающих дисплеев до динамического камуфляжа.
Источник: https://news.ncsu.edu/2019/03/fish-inspired-material-changes-color-using-nanocolumns/