Ученые нашли способ производить «полимерные опалы» в промышленных масштабах
Команда специалистов, возглавляемая сотрудниками Кембриджского университета, разработала способ производства листов полимерных опалов в крупных масштабах. Технология открывает возможности для многих сфер: от «умной» одежды и отделки для зданий, до защиты банкнот.
Используя методику, названной BIOS (Bend-Induced-Oscillatory-Shearing), исследователи теперь могут получать сотни метров материала за счет непрерывного проката. Результаты работы описаны в Nature Communications.
Опалы, крылья бабочек и жуков получают свои яркие цвета не из-за пигментов, а благодаря содержанию симметрично расположенных микроструктур. Исследователи работали над ее воссозданием несколько лет, но до сегодняшнего дня было сложно производить такие материалы, с помощью технологий, достаточно дешевых для массового выпуска.
Ученые начали работу с полимерными опалами с выращивания пластиковых наносфер — твердых в середине, но липких снаружи. Затем их высушивали в застывшую массу. Сгибание сэндвичей из сфер с последовательными роликами посредине, позволяет выстроить их в идеальные пучки, обеспечивающие насыщенный цвет. Меняя размер начальных шаров, ученые получают разные оттенки или длины волн, которые отражает поверхность.
По консистенции материал напоминает резину. Так что, при сгибании и скручивании, меняется расстояние между сферами и цвет поверхности. Растягиваясь, материал переходит в синий спектр, сжимаясь – в красный. Когда воздействие прекращается, восстанавливается исходный цвет. Такой «хамелеон» может использоваться в меняющих оттенок обоях или покрытиях для зданий, отражающих инфракрасное тепловое излучение.
Чтобы производить полимерные опалы в больших количествах, ученые нужно было понять их внутреннюю структуру. Используя различные технологии, включая электронную микроскопию, рентген, оптическую спектроскопию и реологию, они увидели трехмерное расположение сфер в материале, измерили их скольжение и определили, как меняется цвет. По словам исследователей, разработкой заинтересовалось уже более 100 компаний. Для работы с ними была основана организация Phomera Technologies.
Материалы партнеров:
Читайте другие новости:
Читайте также