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仿造蝴蝶的颜色的 Penn Reserchers 使用全息照相的石版印刷飞过

Published on October 11, 2012 at 6:58 AM

蝴蝶的翼的颜色非常地明亮和美好并且是异常的性格的结果; 他们反射光的方式是功能上不同的比颜色如何大多时间运作。

Shu 杨

研究员小组宾夕法尼亚大学的找到一个方式生成有蝴蝶翼另一性格的被添加的福利的这种 “结构上的颜色” : 超hydrophobicity 或者能力严格排斥水。

这个研究是由 Shu 杨,材料学和工程的部门的副教授导致的在工程和应用科学 Penn 的学校,并且包括了她的组的其他成员: 杰李, Guanquan 梁和 Xuelian 朱。

他们的研究在日记帐提前的功能材料被发布了。

“很多研究在过去 10 年期间进入设法创建象被找到的那些的结构上的颜色本质上,在象蝴蝶的事情飞过,并且蛋白石”,杨说”。 人们对在象莲花叶子的事情被找到的创建 superhydrophobic 表面也感兴趣和在蝴蝶飞过,同样,因为他们在与紧贴对他们的雨珠的航空不可能坚持”。

二个质量 - 结构上的颜色和 superhydrophobicity - 由结构涉及。 而 superhydrophobicity 是地面粗糙度的结果结构上的颜色是定期模式的结果

当光碰撞一个定期格子的表面时,它分散,干涉或者衍射了在波长可比较与格子范围,导致比获得的颜色严格的一个特别明亮和强烈的颜色由颜料或染料。

当水在疏水表面时登陆,其坎坷减少在水和它可能遵守的一个立体面积之间的有效联系范围,造成水接触角度增量和在这样表面的水滴流动性。 

当设法结合这些性格,工程师时必须审阅复杂,多步的进程,首先创建颜色提供 3D 结构在聚合物外面,跟随由附加步骤使他们粗砺在 nanoscale。 必须非常仔细执行这些附属步骤,例如纳米颗粒集合或者等离子蚀刻,至于不变化这个 3D 定期格子取决于的光学性能创建在第一步。

杨的方法从一个非传统的石版影印技术,全息照相的石版印刷开始,激光创建从称光致抗蚀剂的材料的一个被交互相联的 3D 网络。 在这个区域没有显示在激光的溶剂在提供结构上的颜色的 3D 格子以后取消光致抗蚀剂材料,留给 “钻孔”。

而不是使用 nanoparticles 或等离子蚀刻,杨的小组能添加期望纳诺坎坷到结构通过更改溶剂在冲走光致抗蚀剂以后。 窍门是使用一种恶劣的溶剂; 越好的溶剂是,越多它设法最大化与材料的联络。 坏溶剂有相反的作用,这个小组使用对其好处在石版影印步骤结束时。

“好溶剂造成这个结构胀大”,杨说。 “一旦它胀大了,我们在这种恶劣的溶剂放置。 由于这个聚合物恨这种恶劣的溶剂,它咬嚼并且枯萎,形成在这个 3D 格子内的 nanospheres。

“我们发现越坏溶剂我们使用了,越大致我们可能做结构”,杨说。

Superhydrophobicity 和结构上的颜色在高要求各种各样的应用的。 与结构上的颜色的材料能用于作为半导体基于轻的类似物,例如,为轻引导, lasing 和感觉。 因为他们排斥液体, superhydrophobic 涂层是自清洗和防水的。 因为光学设备是高度依赖在他们的程度光传导,这个能力维护设备表面的干燥和洁净使这种能源消耗和负环境影响减到最小,不用使用密集人工和化学制品。 杨最近接受授予开发太阳电池板的这样涂层。

研究员有二性格如何在一种应用可能被结合 的想法。

“特别地,我们是对放置这种感兴趣材料在大厦的外部”,杨说。 “我们可以导致的结构上的颜色是明亮和高度装饰的,并且它不会消失象常规染色颜色彀子。 纳诺坎坷的简介将提供附加利益,例如节能和环境友善。

除其自清洗属性的上诉之外, “它能是单独美学的一个高端门面。 我们也开发将集成在光学传感器的这样材料的省能源的大厦皮肤”。

来源: http://www.upenn.edu

Last Update: 11. October 2012 07:39

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