Optiska material: magnetisk inställning | npg asia material

Optiska material: magnetisk inställning | npg asia material

Anonim

Superparamagnetiska nanokristaller används för att producera färgfärger med magnetfältstyrbar färg.

Färgen på de flesta vardagliga föremål bestäms av hur kemikalier inom föremålen absorberar och reflekterar olika våglängder för ljus. Men detta är inte alltid fallet. De iriserande färgerna på vingarna från flera fjärilsarter är resultatet av en kvalitativt annan typ av färg känd som "strukturell färg", vilket orsakas av interaktion mellan ljus och periodiska strukturer inom eller på ett objekts yta. Strukturfärger tenderar inte bara att vara mer levande och visuellt slående än hos konventionella kemiska pigment, de är oftast mer stabila och håller längre.

Strukturfärger förekommer regelbundet i naturen, men konventionella syntetiska tekniker för att producera dem konstgjorda är tidskrävande och kostsamma. Nu har ett internationellt samarbete mellan Sunghoon Kwon och kollegor vid Seoul National University i Korea och Yadong Yin och kollegor vid University of California Riverside i USA 1 utvecklat ett strukturellt färgat bläck som inte bara är snabbt och enkelt att producera utan också ändrar färg beroende på styrkan hos ett applicerat magnetfält.

Färgen - benämnd 'M-Ink' - består av en kolloidal suspension av superparamagnetiska nanokristallkluster (CNC) i en blandning av en solvationsvätska och ett fotokurerbart polymerharts. När ett magnetfält appliceras på bläcket i dess vätsketillstånd, anordnas CNC: erna i regelbundna ordnade linjära matriser. Störningen som uppstår när ljuset träffar och sprids från dessa periodiskt arrangerade CNC: er resulterar i strukturell färg.

Att ändra magnetfältets styrka förändrar avståndet mellan CNC: erna i dessa arrayer, vilket i sin tur förändrar tonen för den observerbara färgen. Att exponera bläcket för ultraviolett ljus medan det utsätts för ett magnetfält härdar hartset och låser CNC: erna i läge, och fixar därigenom färgen permanent. Genom att selektivt utsätta olika delar av hartset för ultraviolett ljus och upprepa processen under olika magnetfält i olika regioner kunde forskarteamet bilda stabila, komplexa mångfärgade bilder inom några sekunder (fig. 1).

Image

Fig. 1: Flerfärgad bild producerad med M-bläck. Att utsätta ett icke fixerat bläck till ett magnetfält förändrar strukturfärgen. Genom selektivt härdning av enskilda regioner kan mutlicolored bilder bildas.

Författare

Denna forskningshöjdpunkt har godkänts av författaren till den ursprungliga artikeln och alla empiriska data som finns i har tillhandahållits av nämnda författare.