仿造蝴蝶的顏色的 Penn Reserchers 使用全息照相的石版印刷飛過

Published on October 11, 2012 at 6:58 AM

蝴蝶的翼的顏色非常地明亮和美好并且是異常的性格的結果; 他們反射光的方式是功能上不同的比顏色如何大多時間運作。

Shu 楊

研究員小組賓夕法尼亞大學的找到一個方式生成有蝴蝶翼另一性格的被添加的福利的這種 「結構上的顏色」: 超hydrophobicity 或者能力嚴格排斥水。

這個研究是由 Shu 楊,材料學和工程的部門的副教授導致的在工程和應用科學 Penn 的學校,并且包括了她的組的其他成員: 傑李, Guanquan 梁和 Xuelian 朱。

他們的研究在日記帳提前的功能材料被發布了。

「很多研究在過去 10 年期間進入設法創建像被找到的那些的結構上的顏色本質上,在像蝴蝶的事情飛過,并且蛋白石」,楊說」。 人們對在像蓮花葉子的事情被找到的創建 superhydrophobic 表面也感興趣和在蝴蝶飛過,同樣,因為他們在與緊貼對他們的雨珠的航空不可能堅持」。

二個質量 - 結構上的顏色和 superhydrophobicity - 由結構涉及。 而 superhydrophobicity 是地面粗糙度的結果結構上的顏色是定期模式的結果

當光碰撞一個定期格子的表面時,它分散,干涉或者衍射了在波長可比較與格子範圍,導致比獲得的顏色嚴格的一個特別明亮和強烈的顏色由顏料或染料。

當水在疏水表面時登陸,其坎坷減少在水和它可能遵守的一個立體面積之間的有效聯繫範圍,造成水接觸角度增量和在這樣表面的水滴流動性。 

當設法結合這些性格,工程師時必須審閱複雜,多步的進程,首先創建顏色提供 3D 結構在聚合物外面,跟隨由附加步驟使他們粗礪在 nanoscale。 必須非常仔細執行這些附屬步驟,例如納米顆粒集合或者等離子蝕刻,至於不變化這個 3D 定期格子取決於的光學性能創建在第一步。

楊的方法從一個非傳統的石版影印技術,全息照相的石版印刷開始,激光創建從稱光致抗蝕劑的材料的一個被交互相聯的 3D 網絡。 在這個區域沒有顯示在激光的溶劑在提供結構上的顏色的 3D 格子以後取消光致抗蝕劑材料,留給 「鑽孔」。

而不是使用 nanoparticles 或等離子蝕刻,楊的小組能添加期望納諾坎坷到結構通過更改溶劑在沖走光致抗蝕劑以後。 竅門是使用一種惡劣的溶劑; 越好的溶劑是,越多它設法最大化與材料的聯絡。 壞溶劑有相反的作用,這個小組使用對其好處在石版影印步驟結束時。

「好溶劑造成這個結構脹大」,楊說。 「一旦它脹大了,我們在這種惡劣的溶劑放置。 由於這個聚合物恨這種惡劣的溶劑,它咬嚼并且枯萎,形成在這個 3D 格子內的 nanospheres。

「我們發現越壞溶劑我們使用了,越大致我們可能做結構」,楊說。

Superhydrophobicity 和結構上的顏色在高要求各種各樣的應用的。 與結構上的顏色的材料能用於作為半導體基於輕的類似物,例如,為輕引導, lasing 和感覺。 因為他們排斥液體, superhydrophobic 塗層是自清洗和防水的。 因為光學設備是高度依賴在他們的程度光傳導,這個能力維護設備表面的乾燥和潔淨使這種能源消耗和負環境影響減到最小,不用使用密集人工和化學製品。 楊最近接受授予開發太陽電池板的這樣塗層。

研究員有二性格如何在一種應用可能被結合 的想法。

「特別地,我們是對放置這種感興趣材料在大廈的外部」,楊說。 「我們可以導致的結構上的顏色是明亮和高度裝飾的,并且它不會消失像常規染色顏色彀子。 納諾坎坷的簡介將提供附加利益,例如節能和環境友善。

除其自清洗屬性的上訴之外, 「它能是單獨美學的一個高端門面。 我們也開發將集成在光學傳感器的這樣材料的省能源的大廈皮膚」。

來源: http://www.upenn.edu

Last Update: 11. October 2012 07:40

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