پژوهشگران با الهام از هنر کیریگامی نانومادهای انعطافپذیر طراحی کردهاند که هنگام کشیده شدن رنگ خود را از سبز تا قرمز تغییر میدهد.
به گزارش خبرگزاری سیناپرس ، گروهی از دانشمندان دانشگاه آمستردام با الهام از هنر ژاپنی کیریگامی موفق به توسعه مادهای شدهاند که بسته به میزان کشش واردشده، رنگهای متفاوتی از نور را بازتاب میدهد. نتایج این پژوهش بهتازگی در مجله ACS Photonics منتشر شده است.
رنگی که از ساختار میآید نه ماده
در مواد معمولی رنگ ناشی از ماهیت شیمیایی ماده است؛ مانند رنگدانهها در رنگ یا الیاف پارچه. اما در این نانوماده جدید ساختار میکروسکوپی تعیینکننده رنگ است؛ پدیدهای که رنگ ساختاری نام دارد. این نوع رنگ با تغییر شکل هندسی ماده بهراحتی قابل تنظیم است.
به گزارش phys.org این ماده یک فوقماده (متاماده) متشکل از الگوهای بسیار ریزتر از ضخامت یک تار مو است. هنگامی که ماده کشیده میشود، الگوهای نانومقیاس روی سطح آن حرکت و چرخش میکنند و نحوه بازتاب نور را تغییر میدهند. بهاینترتیب رنگ بازتابی سطح از سبز به زرد و سپس به قرمز تغییر میکند؛ رفتاری شبیه پوست یک آفتابپرست در ابعاد نانو.
ترکیب هوشمندانه خواص مکانیکی و نوری
فریک فان خورپ، نویسنده نخست مقاله میگوید: در ابتدا با چالش بزرگی روبهرو بودیم؛ زیرا سیلیکون در ابعاد ماک ros کوپی مادهای شکننده است. ابتدا تلاش کردیم ذرات ریز سیلیکون را روی یک بستر انعطافپذیر قرار دهیم، اما خود بستر مشکلات جدیدی ایجاد میکرد. نقطه تحول زمانی بود که پرسیدیم: آیا اصلاً به بستر نیاز داریم؟ با تبدیل سیلیکون به یک شبکه نازک و الگودار توانستیم مادهای بسازیم که هم انعطافپذیر باشد و هم عملکردی.
جوریک فان در گروپ، سرپرست آزمایشگاه نانوفوتونیک دوبعدی اضافه میکند: نوآوری اصلی در چندکارکردی بودن ساختار است. با ایجاد الگوهای نانومقیاس روی غشای نازک سیلیکونی، آن را بهطور همزمان به یک متاماده مکانیکی برای کنترل چرخشها و جابهجاییهای داخلی و یک متاسطح نوری برای پراکندگی تشدیدی نور تبدیل کردیم. ترکیب این دو موجب ایجاد رنگ ساختاری قابلتنظیم شد.
گذر از شبیهسازی به ساخت واقعی
به نقل برنا پس از طراحی نهایی پژوهشگران اکنون در تلاشاند نسخه واقعی این متاسطح انعطافپذیر را در اتاق پاکیزه موسسه AMOLF بسازند. این کار گامی مهم برای تبدیل ایده به یک ماده عملی به شمار میرود.
به گفته تیم تحقیقاتی، کنترل نور از طریق حرکت بهجای ترکیب شیمیایی چشمانداز جدیدی در فناوریهای آینده ترسیم میکند؛ از جمله پوششهای رنگی قابلتنظیم، حسگرهای هوشمند و تجهیزات نوری بسیار سبک که خود را با شرایط محیطی تطبیق میدهند.
نوشته نانوپوست آفتابپرست ساخته شد اولین بار در خبرگزاری سیناپرس . پدیدار شد.
