Il Gruppo Di Ricerca Crea il Polimero Metamaterial della Pellicola Sottile per le Applicazioni Varie

Published on October 11, 2012 at 6:24 AM

Gli scienziati dei Materiali alla Rice University ed a Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno creato le pellicole colore-cambianti molto sottili che possono servire come componente dei sensori economici per il deterioramento dell'alimento o della protezione, elementi ottici a più bande dai nei sistemi guidati da laser e proprio mentre parte delle visualizzazioni ad alto contrasto.

Un gel fotonico sviluppato alla Rice University ed a Massachusetts Institute of Technology auto-monta dalle molecole lunghe del polimero. (credito: Joseph Walish/MIT)

Il lavoro recente piombo dallo scienziato Ned Thomas dei materiali del Riso combina i polimeri in un metamaterial unico e auto-montato quello, una volta esposto agli ioni in una soluzione o nell'ambiente, cambia il colore secondo la capacità degli ioni di infiltrarsi nei livelli (amanti dell'acqua) idrofili.

La ricerca è stata pubblicata nel giornale ACS della Società di Prodotto Chimico Americano Nano.

Il materiale micron-spesso chiamato un gel fotonico, diluente lontano che i capelli umani, è così economico fare quello, Thomas ha detto, “Potremmo riguardare un'area la dimensione di un campo di football americano di questa pellicola per circa cento dollari.„

Ma per le applicazioni pratiche, i pezzi molto più piccoli farebbero. “Supponga che vogliate un sensore dell'alimento,„ ha detto Thomas, il William e Decano Malato di Stephanie del George R. Brown School del Riso di Assistenza Tecnica e di precedente presidenza del Dipartimento di Scienza e di Assistenza Tecnica dei Materiali al MIT. “Se è interno un il pacchetto sigillato e l'ambiente nei cambiamenti di quel pacchetto a causa di contaminazione o di invecchiamento o l'esposizione alla temperatura, un ispettore vederebbe che il cambiamento del sensore da blu a rosso e sa che immediatamente l'alimento è guastato.„

Tali indicazioni visive sono buone, disse, “particolarmente quando dovete esaminarli molto. E potete leggere questi sensori con tecnologia bassa, con i vostri propri occhi o uno spettrofotometro per scandire le cose.„

Le pellicole sono fatte dei livelli del nanoscale di polistirolo idrofobo e di poli idrofilo (piridina 2-vinyl). Nella soluzione liquida, le molecole del polimero sono diffuse, ma quando il liquido si applica ad una superficie ed il solvente evapora, le molecole del copolimero di blocco auto-montano in una struttura stratificata.

Le molecole del polistirolo si agglutinano insieme per impedire di entrare le molecole di acqua, mentre il poli (piridina 2-vinyl), P2VP in breve, moduli i sui propri livelli fra il polistirolo. Su un substrato, i livelli si formano in una pila trasparente “di nano-pancake alternanti.„ “La bellezza di auto-assembly è che è simultanea, tutti i livelli che si formano immediatamente,„ Thomas ha detto.

I ricercatori hanno esposto le loro pellicole alle varie soluzioni ed hanno trovato i colori differenti secondo quanto solvente è stato preso dai livelli di P2VP. Per esempio con una soluzione del cloro/ossido/ferro che non è assorbita prontamente dal P2VP, la pellicola è trasparente, Thomas ha detto. “Quando catturiamo che fuori, lavi la pellicola e porti in una nuova soluzione con uno ione differente, il colore cambia.„

I ricercatori hanno girato progressivamente una chiara pellicola verso il blu (con tiocianato), in verde (iodio), in giallo (nitrato), verso l'arancia (bromo) e definitivo in rosso (cloro). In ogni caso, i cambiamenti erano reversibili.

Thomas ha spiegato che lo scambio diretto di counterions dalla soluzione al P2VP amplia quei livelli e crea un intervallo di banda fotonico -- l'equivalente dell'indicatore luminoso di un intervallo di banda semiconduttore -- quello permette che il colore in una lunghezza d'onda specifica sia riflesso. “Le lunghezze d'onda in quell'intervallo di banda fotonico sono vietate di propagarsi,„ ha detto, che permette che i gel siano sintonizzati per reagire nei modi specifici.

“Immagini un solido in cui create un intervallo di banda dappertutto ma lungo un percorso 3-D e diciamo che il percorso sia una regione che in senso stretto definita potete da costruzione all'interno di questo il materiale altrimenti fotonico. Una Volta Che mettete l'indicatore luminoso in quel percorso, è vietato per andare perché non può entrare nel materiale, dovuto l'intervallo di banda.

“Questo è chiamato modellare il flusso di indicatore luminoso,„ ha detto. “Attualmente in fotonica, la gente stanno pensando ad indicatore luminoso come se sia stato l'acqua. Cioè potete metterlo in queste condutture minuscole. Potete girare l'indicatore luminoso intorno agli angoli che sono molto marcati. Potete metterlo dove lo volete, lo tenete da dove non lo volete. L'impianto idraulico dell'indicatore luminoso è stato molto più facile di nel passato, dovuto la fotonica ed in cristalli fotonici, dovuto gli intervalli di banda.„

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

Last Update: 11. October 2012 07:41

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