La Litografia Olografica di Uso di Penn Reserchers Per Imitare il Colore della Farfalla Traversa

Published on October 11, 2012 at 6:58 AM

I colori delle ali di una farfalla sono insolitamente luminosi e bei e sono il risultato di un tratto insolito; il modo che riflettono l'indicatore luminoso è fondamentalmente differente da come il colore funziona per lo più.

Shu Yang

Un gruppo dei ricercatori all'Università Della Pennsylvania ha trovato un modo generare questo genere “di colore strutturale„ che ha il vantaggio aggiunto di un altro tratto delle ali della farfalla: la capacità super--hydrophobicity e o di respingere forte acqua.

La ricerca piombo da Shu Yang, professore associato nel Dipartimento di Scienza e di Assistenza Tecnica dei Materiali al Banco di Penn di Assistenza Tecnica e di Scienza Applicata ed ha compreso altri membri del suo gruppo: Jie Li, Guanquan Liang e Xuelian Zhu.

La Loro ricerca è stata pubblicata nei Materiali Funzionali Avanzati giornale.

“Molta ricerca durante gli ultimi 10 anni è entrato in prova di creare i colori strutturali come quelle trovate in natura, nelle cose come la farfalla traversa ed opale,„ Yang ha detto.„ La Gente egualmente è stata interessata a creare le superfici superhydrophobic che è trovata nelle cose come le foglie del loto ed in farfalla traversa, anche, poiché non potrebbero restare in aria con le gocce di pioggia che aderiscono a loro.„

Le due qualità - colore e superhydrophobicity strutturali - sono riferite dalle strutture. Il colore Strutturale è il risultato dei reticoli periodici, mentre il superhydrophobicity è il risultato della rugosità di superficie

Quando l'indicatore luminoso direzione la superficie di una grata periodica, ha sparso, interferito o diffranto ad una lunghezza d'onda comparabile alla dimensione della grata, producendo un colore particolarmente luminoso ed intenso che è molto più forte del colore ottenuto dai pigmenti o dalle tinture.

Quando l'acqua atterra su una superficie idrofoba, la sua rugosità diminuisce l'efficace area di contatto fra l'acqua e un pieno dove può aderire, con conseguente aumento di mobilità di angolo di contatto con acqua e della gocciolina di acqua su tale superficie. 

Mentre provano a combinare questi tratti, ingegneri devono passare con i trattamenti complicati e a più gradi, in primo luogo creare la colore-fornitura delle strutture 3D da un polimero, seguito dagli ulteriori passi per renderli ruvidi nel nanoscale. Queste operazione secondarie, quale l'assembly di nanoparticella, o incisione del plasma, devono essere eseguite molto con attenzione quanto a per non variare i beni ottici determinati dalla grata periodica 3D creata al primo punto.

Il metodo di Yang comincia con una tecnica non convenzionale di fotolitografia, la litografia olografica, dove un laser crea una rete unita con legami atomici incrociati 3D da un materiale chiamato un photoresist. Il materiale del photoresist nelle regioni che non sono esposte alla luce laser più successivamente è rimosso da un solvente, lasciante “fora„ nella grata 3D che fornisce il colore strutturale.

Invece di usando le nanoparticelle o incisione del plasma, il gruppo di Yang poteva aggiungere la nano-rugosità desiderata alle strutture semplicemente cambiando i solventi dopo avere lavato via il photoresist. Il trucco era di usare un povero solvente; migliore un solvente è, il più che prova per massimizzare il contatto con il materiale. I Cattivi solventi hanno l'effetto opposto, che il gruppo ha usato al suo vantaggio alla conclusione del punto di fotolitografia.

“Il buon solvente induce la struttura a gonfiare,„ Yang ha detto. “Una Volta Che ha gonfiato, abbiamo messo nel povero solvente. Poiché il polimero odia il povero solvente, sgranocchia dentro e si raggrinzisce, formando i nanospheres all'interno della grata 3D.

“Abbiamo trovato che peggiore il solvente che usasse, più approssimativamente potessimo fare le strutture,„ Yang ha detto.

Sia il superhydrophobicity che il colore strutturale sono in molto richiesto per varie applicazioni. I Materiali con colore strutturale hanno potuto essere usati dentro come a analoghi basati a luminosa dei semiconduttori, per esempio, per la guida leggera, lasing e percepire. Poichè respingono i liquidi, i rivestimenti superhydrophobic sono autopulenti ed impermeabili. Poiché le unità ottiche dipendono altamente dal loro grado di trasmissione della luce, la capacità di mantenere la siccità e la pulizia della superficie dell'unità minimizzerà il consumo di energia e l'impatto ambientale negativo senza l'uso dei lavori e dei prodotti chimici intensivi. Yang recentemente ha stato sovvenzionato per sviluppare tali rivestimenti per i pannelli solari.

I ricercatori hanno idee per come i due tratti potrebbero combinarsi in un'applicazione, pure.

“Specificamente, siamo interessati nel mettere questo genere di materiale sull'esterno dei beni immobili,„ Yang ha detto. “Il colore che strutturale possiamo produrre è luminoso ed altamente decorativo e non svanirà come i dadi convenzionali di colore della pigmentazione. L'introduzione della nano-rugosità offrirà gli assegni complementari, quali rendimento energetico e l'amicizia ambientale.

“Ha potuto essere una facciata di qualità superiore per l'estetica da solo, oltre all'appello dei sui beni autopulenti. Egualmente stiamo sviluppando le interfacce di ottimo rendimento del bene immobile che integreranno tali materiali in sensori ottici.„

Sorgente: http://www.upenn.edu

Last Update: 11. October 2012 07:41

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