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La Lithographie Holographique d'Utilisation de Penn Reserchers Pour Imiter la Couleur du Guindineau S'envole

Published on October 11, 2012 at 6:58 AM

Les couleurs des ailes d'un guindineau sont exceptionnellement lumineuses et belles et sont le résultat d'un trait inhabituel ; la voie qu'elles réfléchissent la lumière est principalement différente de la façon dont la couleur fonctionne le plus souvent.

Shu Yang

Une équipe de recherche à l'Université de Pennsylvanie a trouvé une voie de produire de ce genre « de couleur structurelle » qui a l'avantage ajouté d'un autre trait des ailes de guindineau : superbe-hydrophobicity, ou la capacité pour repousser fortement l'eau.

La recherche a été aboutie par Shu Yang, professeur agrégé dans le Service du Scientifique et Technique de Matériaux à l'École de Penn du Bureau D'études et de la Science Appliquée, et a compris d'autres membres de son groupe : Jie Li, Guanquan Liang et Xuelian Zhu.

Leur recherche a été publiée dans les Matériaux Fonctionnels Avancés par tourillon.

« Beaucoup de recherche au cours des 10 dernières années est entrée dans l'essai de produire des couleurs structurelles comme ceux trouvés en nature, dans les choses comme le guindineau s'envole et des opales, » Yang a dit. » Les Gens ont été également intéressés à produire les surfaces superhydrophobic qui est trouvé dans les choses comme des lames de lotus, et dans le guindineau s'envolent, aussi, puisqu'ils ne pourraient pas rester en air avec des gouttes de pluie s'attachant à elles. »

Les deux qualités - couleur structurelle et superhydrophobicity - sont associées par des structures. La couleur Structurelle est le résultat des configurations périodiques, alors que le superhydrophobicity est le résultat de l'aspérité

Quand la lumière heurte la surface d'un réseau périodique, elle a dispersé, a gêné ou s'est diffractée à une longueur d'onde comparable à la taille de réseau, produisant une couleur particulièrement lumineuse et forte qui est beaucoup plus intense que la couleur obtenue à partir des pigments ou des teintures.

Quand l'eau atterrit sur une surface hydrophobe, sa rugosité réduit la zone de contact pertinente entre l'eau et un aplat où elle peut adhérer, ayant pour résultat une augmentation de mobilité de cornière de contact de l'eau et de gouttelette d'eau sur une telle surface. 

Tout En essayant de combiner ces traits, ingénieurs doivent passer par des procédés compliqués et multipas, produire d'abord couleur-fournir les structures 3D hors d'un polymère, suivi des étapes supplémentaires pour les rendre brutes dans le nanoscale. Ces phases secondaires, telles que l'assemblage de nanoparticle, ou gravure de plasma, doivent être exécutées très soigneusement pour pour ne pas varier la propriété optique déterminée par le réseau 3D périodique produit dans la première étape.

La méthode de Yang commence par une technique non conventionnelle de photolithographie, lithographie holographique, où un laser produit un réseau 3D réticulé d'un appelé matériel un vernis photosensible. Le matériau de vernis photosensible dans les régions qui ne sont pas exposées à la lumière laser plus tard sont enlevés par un solvant, laissant « troue » dans le réseau 3D qui fournit la couleur structurelle.

Au lieu d'utiliser les nanoparticles ou gravure de plasma, l'équipe de Yang pouvait ajouter la nano-rugosité désirée aux structures en changeant simplement des solvants après avoir enlevé le vernis photosensible. Le tour était d'utiliser un mauvais solvant ; plus un solvant est meilleur, plus qu'il essaye de maximiser le contact avec du matériau. Les Mauvais solvants ont l'effet opposé, que l'équipe a utilisé à son avantage à la fin de la phase de photolithographie.

« Le bon solvant fait gonfler la structure, » Yang a dit. « Une Fois Qu'elle a gonflé, nous mettons dans le mauvais solvant. Puisque le polymère déteste le mauvais solvant, il craque dedans et se ratatine, formant des nanospheres dans le réseau 3D.

« Nous avons constaté que plus est mauvais le solvant que nous utilisait, plus nous pourrions effectuer les structures plus brut, » Yang a dit.

Le superhydrophobicity et la couleur structurelle sont dans la forte demande pour un grand choix d'applications. Des Matériaux avec la couleur structurelle ont pu être utilisés dedans en tant qu'analogues lumière-basés des semi-conducteurs, par exemple, pour le guidage léger, lasing et se sentir. Car ils repoussent des liquides, les couches superhydrophobic sont autonettoyantes et imperméables. Puisque les périphériques optiques sont à la charge hautement de leur degré de transmission de la lumière, la capacité de mettre à jour la sécheresse et la propreté de la surface de dispositif réduira à un minimum la consommation d'énergie et l'impact sur l'environnement négatif sans utilisation des travaux et des produits chimiques d'intensif. Yang a récent reçu une concession pour développer de telles couches pour les panneaux solaires.

Les chercheurs ont des idées pour comment les deux traits pourraient être combinés dans une application, aussi bien.

« Particulièrement, nous sommes intéressés à mettre ce genre de matériau sur l'extérieur des bâtiments, » Yang a dit. « La couleur structurelle que nous pouvons produire est lumineuse et hautement décorative, et elle ne se fanera pas loin comme les matrices conventionnelles de couleur de pigmentation. L'introduction de la nano-rugosité offrira des allocations complémentaires, telles que le rendement énergétique et l'amitié environnementale.

« C'a pu être une façade à extrémité élevé pour seule l'esthétique, en plus de l'appel de ses propriétés autonettoyantes. Nous développons également les peaux de rendement optimum de bâtiment qui intègreront de tels matériaux dans des senseurs optiques. »

Source : http://www.upenn.edu

Last Update: 11. October 2012 07:40

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