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Forschungsteam Stellt Dünnfilm-Polymer Metamaterial für Mannigfaltige Anwendungen her

Published on October 11, 2012 at 6:24 AM

Materialwissenschaftler bei Rice University und beim Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben sehr dünne Farbe-ändernde Filme, die möglicherweise als Teil der billigen Fühler für Nahrungsmittelverlust oder der Sicherheit, optische Mehrbandelemente in den Laser-gesteuerten Anlagen dienen und selbst als Teil kontrastreiche Bildschirmanzeigen hergestellt.

Ein photonisches Gel, das bei Rice University und bei Massachusetts Institute of Technology entwickelt wird, selbst-baut von den langen Polymermolekülen zusammen. (Kredit: Joseph Walish/MIT)

Das neue Werk, das vom Reismaterialwissenschaftler Ned Thomas geführt wird, kombiniert Polymere in ein eindeutiges, selbst-zusammengebautes metamaterial das, wenn es Ionen in einer Lösung oder in der Umgebung freigelegt wird, ändert Farbe abhängig von der Fähigkeit der Ionen, die hydrophilen (wasserliebenden) Schichten einzusickern.

Die Forschung wurde im Amerikanische Nano Chemikalien-Gesellschaftszapfen ACS veröffentlicht.

Aber für praktische Anwendungen, würden viel kleinere Stücke tun. „Nehmen Sie an, dass Sie einen Nahrungsmittelfühler wünschen,“ sagten Thomas, den William und Stephanie-Kranken Dekan von Ingenieurschule des Georges R. Brown des Reises und von ehemaligem Stuhl der Abteilung der Material-Wissenschaft und der Technik an MIT. „Wenn es Innere ein gedichtetes Paket und die Umgebung in den Änderungen dieses Pakets wegen der Verunreinigung oder der Aushärtung oder Aussetzung zur Temperatur ist, würde ein Inspektor sehen, dass Fühleränderung von Blauem am Rot und wissen, dass sofort die Nahrung wird verdorben.“

Und Sie können diese Fühler mit niedriger Technologie, entweder mit Ihren eigenen Augen oder einem Spektrofotometer lesen, um Sachen zu scannen.“

Die Polystyrenmoleküle häufen zusammen auf, um Wassermoleküle abzuhalten, während das Poly (Pyridin 2-vinyl), P2VP kurz, Formulare seine eigenen Schichten zwischen dem Polystyren. Auf einer Substratfläche bilden sich die Schichten in ein transparentes Einstaplung wechselnde „Nano-pfannkuchen.“ „Die Schönheit des Selbstbaus ist, dass sie simultan ist, alle Schichten, die sich sofort bilden,“ sagte Thomas.

Die Forscher setzten ihre Filme verschiedenen Lösungen aus und fanden verschiedene Farben abhängig von, wie viel Lösungsmittel durch die P2VP-Schichten aufgenommen wurde. Zum Beispiel mit einer Chlor-/Oxid-/Eisenlösung, die nicht betriebsbereit durch das P2VP absorbiert wird, ist der Film transparent, sagte Thomas. „Wenn wir nehmen, dass heraus, den Film waschen Sie und in eine neue Lösung mit einem anderen Ion holen Sie, ändert die Farbe.“

Die Forscher drehten nach und nach eine Klarsichtfolie zum Blau (mit Schwefelcyanat), zum Grün (Jod), zum Gelb (Nitrat), zur Orange (Brom) und schließlich zum Rot (Chlor). In jedem Fall waren die Änderungen umschaltbar.

Thomas erklärte, dass der direkte Austausch von counterions von der Lösung zum P2VP jene Schichten erweitert und einen photonischen Bandabstand erstellt -- das Leuchtenäquivalent eines Halbleiterbandabstandes -- das erlaubt, dass Farbe in einer spezifischen Wellenlänge reflektiert wird.

„Stellen Sie sich einen Körper, in dem Sie einen Bandabstand überall erstellen, aber entlang einem 3-D Pfad, vor und lassen Sie uns sagen, dass Pfad eine schmal definierte Region ist, die Sie innerhalb dieses andernfalls photonisches Material fabrizieren können. Sobald Sie Leuchte in diesen Pfad einsetzen, ist es verboten, um zu gehen, weil es das Material nicht eintragen kann, wegen des Bandabstandes.

„Dieses wird Gestaltung des Flusses der Leuchte gerufen,“ sagte er. Das heißt, können Sie sie in diese kleinen Rohre einsetzen. Sie können sie setzen, wo Sie sie wünschen, halten sie von, wo Sie sie nicht wünschen. Die Rohrleitung der Leuchte hat viel einfacher als in der Vergangenheit gelegen, am photonics und in den photonischen Kristallen, wegen der Bandabstände.“

Quelle: http://www.news.rice.edu

Last Update: 11. October 2012 07:41

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