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La Litografía Olográfica del Uso de Penn Reserchers Para Imitar el Color de la Mariposa Se Va Volando

Published on October 11, 2012 at 6:58 AM

Los colores de las alas de una mariposa son inusualmente brillantes y hermosos y son el resultado de un rasgo inusual; la manera que reflejan la luz es fundamental diferente de cómo el color trabaja la mayor parte del tiempo.

Shu Yang

Las personas de investigadores en la Universidad de Pensilvania han encontrado una manera de generar esta clase de “color estructural” que tiene la ventaja adicional de otro rasgo de las alas de la mariposa: estupendo-hydrophobicity, o la capacidad repeler fuertemente el agua.

La investigación fue llevada por Shu Yang, profesor adjunto en el Departamento de la Ciencia Material y de la Ingeniería en la Escuela de Penn de la Ingeniería y de la Ciencia Aplicada, e incluyó a otras piezas de su grupo: Jie Li, Guanquan Liang y Xuelian Zhu.

Su investigación fue publicada en los Materiales Funcionales Avance gorrón.

“Mucha investigación durante los 10 años pasados ha entrado intentar crear colores estructurales como ésos encontrados en naturaleza, en cosas como mariposa se va volando y los ópalos,” Yang dijo.” La Gente también ha estado interesada en crear superficies superhydrophobic que se encuentra en cosas como las hojas del loto, y en mariposa se va volando, también, puesto que ella no podría tirante en aire con las gotas de agua que se aferraban en ellas.”

Las dos calidades - color y superhydrophobicity estructurales - son relacionadas por las estructuras. El color Estructural es el resultado de modelos periódicos, mientras que el superhydrophobicity es el resultado de la tosquedad superficial

Cuando la luz pulso la superficie de un cedazo periódico, ha dispersado, ha interferido o ha difractado en una longitud de onda comparable a la talla del cedazo, produciendo un color determinado brillante e intenso que es mucho más fuerte que el color obtenido de los pigmentos o de los tintes.

Cuando el agua aterriza en una superficie hidrofóbica, su tosquedad reduce el área de contacto efectiva entre el agua y un área sólida donde puede adherirse, dando por resultado un aumento de la movilidad del ángulo de contacto del agua y de la gotita de agua en tal superficie. 

Mientras Que intenta combinar estos rasgos, representantes técnicos tienen que pasar con procesos complicados, de varias fases, primero crear color-proporcionar a las estructuras 3D fuera de un polímero, seguido por pasos de progresión adicionales para hacerlos ásperos en el nanoscale. Estos pasos de progresión secundarios, tales como ensamblaje del nanoparticle, o la aguafuerte del plasma, se deben realizar muy cuidadosamente en cuanto a para no variar la propiedad óptica determinada por el cedazo periódico 3D creado en el primer paso de progresión.

El método de Yang comienza con una técnica no convencional de la fotolitografía, litografía olográfica, donde un laser crea una red reticulada 3D de un material llamado una fotoprotección. El material de la fotoprotección en las regiones que no se exponen a la luz laser es quitado más adelante por un disolvente, yéndose “agujerea” en el cedazo 3D que proporciona a color estructural.

En vez de usar nanoparticles o la aguafuerte del plasma, las personas de Yang podían agregar la nano-tosquedad deseada a las estructuras simple cambiando disolventes después de quitar la fotoprotección. El truco era utilizar un disolvente pobre; cuanto mejor un disolvente es, más que intenta maximizar el contacto con el material. Los disolventes Malos tienen el efecto opuesto, que las personas utilizaron a su ventaja en el final del paso de progresión de la fotolitografía.

“El buen disolvente hace la estructura hincharse,” Yang dijo. “Una Vez Que se ha hinchado, pusimos en el disolvente pobre. Porque el polímero odia el disolvente pobre, cruje hacia adentro y marchita, formando nanospheres dentro del cedazo 3D.

“Encontramos que cuanto peor es el disolvente que nosotros utilizó, cuanto más áspero podríamos hacer las estructuras,” Yang dijo.

El superhydrophobicity y el color estructural están en de mucha demanda para una variedad de aplicaciones. Los Materiales con color estructural se podían utilizar hacia adentro como análogos luz-basados de semiconductores, por ejemplo, para conducir pálido, lasing y detectar. Pues repelen líquidos, las capas superhydrophobic son autolimpiadores e impermeables. Puesto Que los dispositivos ópticos son altamente relacionados en su grado de transmisión pálida, la capacidad de mantener la sequedad y la limpieza de la superficie del dispositivo disminuirá el consumo de energía y las consecuencias para el medio ambiente negativas sin el uso de trabajos y de substancias químicas intensivos. Yang ha recibido recientemente una concesión para desarrollar tales capas para los paneles solares.

Los investigadores tienen ideas para cómo los dos rasgos se podrían combinar en una aplicación, también.

“Específicamente, estamos interesados en poner esta clase de material en el exterior de edificios,” Yang dijo. “El color estructural que podemos producir es brillante y altamente decorativo, y no se desvanecerá de distancia como dados convencionales del color de la pigmentación. La introducción de nano-tosquedad ofrecerá ventajas adicionales, tales como rendimiento energético y amistad ambiental.

“Podía ser una fachada de gama alta para la estética solamente, además de la súplica de sus propiedades autolimpiadores. También estamos desarrollando las pieles económicas de energía del edificio que integrarán tales materiales en sensores ópticos.”

Fuente: http://www.upenn.edu

Last Update: 11. October 2012 07:43

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