РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 26.12.2008   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


26.12.2008

Синтетический опал мгновенно меняет цвет по желанию

24 декабря 2008


 








Цвет образца (отражённый) меняется, последовательно пробегая почти весь видимый спектр в зависимости от приложенного напряжения. При этом в пике отражательная способность достигает 95% – материал очень ярок (иллюстрация Opalux).
Цвет образца (отражённый) меняется, последовательно пробегая почти весь видимый спектр в зависимости от приложенного напряжения. При этом в пике отражательная способность достигает 95% – материал очень ярок (иллюстрация Opalux).





Управляемый материал-хамелеон "по мотивам" строения опала создали учёные из университетов Бристоля (Bristol University) и Торонто (University of Toronto).


Как известно, опалы обязаны своей потрясающей игрой света чередованию тончайших слоёв из материалов с заметно отличным коэффициентом преломления, которые формируют наноструктуру, эффективно отражающую свет определённой частоты.


Новый материал — условно именуемый "синтетический опал" — воспроизводит ту же особенность опала природного, но с одним важным отличием: отражение лучей этим новым составом можно произвольно регулировать, прикладывая небольшое напряжение.




Построен был этот суперматериал так. Мириады кварцевых шариков диаметром 270 нанометров были высажены на плоский электрод. Сверху всё плотно закрыли полимером, удерживающим эти наносферы от смещения. Далее сферы растворили в кислоте, получив регулярно расположенные микроскопические полости в полимере. Эти полости заполнили специальным жидким электролитом и всё запечатали.


(Ранее, кстати, мы видели, как опалы и другие самоцветы физики заменили фотонными кристаллами, то есть тоже материалами, структурированными на наноуровне.)


Поскольку полимер и электролит имеют разные индексы преломления, материал ведёт себя по отношению к свету, как опал. В исходном состоянии он — синий. Однако когда к электродам прикладывается напряжение, свойства материала меняются — он краснеет.


Ключ ко всему — атомы железа в полимере. Они могут находиться в одной из двух степеней окисления. Приложенное напряжение "выкачивает" электроны из полимера, окисляя железо. В электролите же появляются отрицательные ионы. При этом полимер начинает впитывать жидкость и распухает. Поры же в полимере уменьшаются, и вся система начинает отражать другие длины волн.


При этом по мере нарастания напряжения цвет структуры пробегает практически весь видимый спектр. Происходит это из-за того, что с ростом напряжения всё большее и большее число атомов железа меняет своё состояние.


Что важно: напряжение требуется только для изменения состояния материала. Оставленный в одном из промежуточных положений искусственный опал будет без затрат энергии демонстрировать тот цвет, на котором его застала "остановка". Переход между крайними состояниями у этого "хамелеона" занимает менее секунды, что открывает перспективы по построению необычных дисплеев, пригодных для каких-нибудь специфических целей. Там, где высокая скорость смены изображений не нужна, зато почти нулевое потребление тока будет приветствоваться.


В этом плане новый материал схож с электронной бумагой и электронными чернилами соответственно. Кстати, свою удивительную технологию британцы и канадцы назвали P-Ink. А чтобы открытие не пропало втуне, основали компанию Opalux, которая и займётся развитием технологии и продвижением её на рынок.


(Подробности можно найти в статье в журнале Angewandte Chemie International.)




Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок