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蝶のカラーをまねる Penn Reserchers の使用のホログラフィック石版印刷は飛びます

Published on October 11, 2012 at 6:58 AM

蝶の翼のカラーは珍しく明るく、美しく、珍しい特性の結果です; それらがライトを反映する方法はカラーがどのようにとほとんどの場合働くか根本的に違いがあります。

Shu ヤン

ペンシルバニア大学の研究者のチームは蝶翼の別の特性の追加された利点があるこの種類の 「構造カラー」を生成する方法を見つけました: 強く水を撃退すること超hydrophobicity、または機能。

研究は Shu ヤン、 Penn の工学および応用科学の学校の物質科学そして工学の部門のによって助教授導かれ、彼女のグループの他のメンバーを含んでいました: Jie 李、 Guanquan 梁および Xuelian 朱。

研究はジャーナルによって進められた機能材料で出版されました。

「最後の 10 年にわたる多くの研究蝶のような事の実際のところ見つけられるそれらのような構造カラーを、作成することを試みることに飛びます入り、オパール」はとヤンは言いました」。 人々はまた superhydrophobic 表面のロータス葉のような事にある興味を起こさせられ、蝶で飛びます作成にそれらにしがみつく雨滴が付いている空気にとどまるには」。できなかったので、余りに

2 つの品質は構造によって - 構造カラーおよび superhydrophobicity - 関連付けられます。 構造カラーは superhydrophobicity は表面荒さの結果であるが、定期的なパターンの結果です

ライトは定期的な格子の表面を打つとき、格子サイズと対等な波長で分散しまか、干渉しか、または分散しま得られるカラーより大いに強い特に明るく、強いカラーを顔料か染料から作り出します。

水が疎水性表面で上陸するとき、荒さはそのような表面の水接触角および水滴の移動性の増加に終って水と付着できる固体領域間の有効な接触域を減らします。 

これらの特性、エンジニアを結合することを試みている間作成するために複雑な、マルチステッププロセスによって、それらを nanoscale で荒くさせるために追加手順に先行しているポリマーから最初に 3D 構造のカラー提供を行かなければなりません。 これらの二次ステップ、 nanoparticle アセンブリのような、か血しょうエッチングは、第一歩で作成される 3D 定期的な格子によって定められる光学的性質を変えないためにに関して非常に注意深く行われなければなりません。

ヤンの方法はレーザーが光硬化性樹脂と呼出される材料からの架橋結合された 3D ネットワークを作成する斬新な写真平版の技術、ホログラフィック石版印刷から始まります。 レーザー光線 -- にさらされない領域の光硬化性樹脂材料は構造カラーを提供する 3D 格子で 「去る溶媒によって後で穴があきます」取除かれます。

nanoparticles か血しょうエッチングを使用するかわりに、ヤンのチームは光硬化性樹脂を洗い流した後溶媒を単に変更することによって構造に望ましい nano 荒さを追加できました。 トリックは悪い溶媒を使用することでした; 溶媒がよりよければ、多くを材料が付いている接触を最大化するために試みます。 悪い溶媒はチームが写真平版のステップの終わりで利点に使用した反対の効果をもたらします。

「よい溶媒により構造は膨れます」とヤンは言いました。 「それが膨れたら、私達は悪い溶媒に置きました。 ポリマーは悪い溶媒を憎むので、砕け、縮みま、 3D 格子内の nanospheres を形作ります。

「私達はことが分りました私達使用したらより悪い溶媒、大体私達がことができれば構造を作る」とヤンは言いました。

superhydrophobicity および構造カラーは両方いろいろなアプリケーションのための需要が高いにあります。 構造カラーの材料は軽い指導、 lasing および感知のために半導体のライトベースのアナログとして、例えば、使用できます。 それらが液体を撃退するので、 superhydrophobic コーティングは自動クリーニング式および防水です。 光学装置が光通信のある程度で依存性が高いので、装置表面の乾燥および清潔を維持する機能は集中的な労働および化学薬品の使用なしでエネルギー消費および否定的な環境影響を最小化します。 ヤンは最近太陽電池パネルのためのそのようなコーティングを開発するために許可を受け取ってしまいました。

2 つの特性が 1 つのアプリケーションでどのように結合できるか研究者にまたのための考えがあります。

「とりわけ、私達は建物の外側にこの種類の材料を置くことに興味があります」とヤンは言いました。 「私達が作り出してもいい構造カラーは明るく、非常に装飾的であり、慣習的な色素形成カラーダイスのように衰退しません。 nano 荒さの導入はエネルギー効率および環境の友情のような付加給付を、提供します。

「それは自動クリーニング式特性の懇願に加えて単独で美学のためのハイエンド正面、であることができます。 私達はまた光学センサーのそのような材料を」。統合するエネルギー効率が良い建物の皮を開発しています

ソース: http://www.upenn.edu

Last Update: 11. October 2012 07:41

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