Новая пленка из наночастиц золота меняет цвет в ответ на любое движение. Его беспрецедентные качества могут позволить роботам имитировать хамелеонов и осьминогов - среди других футуристических приложений. Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде, создавшие этот наноматериал, задокументировали свой процесс в газете Nature Communications.
Новый наноматериал, в отличие от других материалов, которые пытаются эмулировать природные изменения цвета, реагирует на любые движения, например, на изгиб или скручивание. Покрытые им роботы могут проникать в места, которые могут быть опасными или недостижимыми для человека. Проникнув в такое место, роботы могут передавать информацию.
Например, замаскированный робот может проникнуть в труднодоступные подводные пещеры и ущелья. Если он меняет цвет, биологи могут узнать о давлении, с которым сталкиваются животные, которые живут в этих условиях.
Да, сейчас на рынке есть материалы, способные изменить цвет и реагировать на движение. Однако новый наноматериал можно не только распечатать, но и запрограммировать для отображения сложных рисунков, которые трудно воспроизвести.
Наноматериалы — это просто материалы, которые были уменьшены до чрезвычайно малого масштаба — десятки нанометров по ширине и длине. Иногда их размер можно сравнить с размером вируса. Когда такие материалы, как серебро или золото, становятся меньше, их цвет меняется в зависимости от размера, формы и направления, по которому они стоят.
В нашем случае мы сократили золото до стержней размера наноматериалов. Мы знали, что если бы могли давать стержням определенное направление, то могли бы контролировать их цвет. Если смотреть в одну сторону, они могут показаться красными. Переместите их, и они станут зелеными.
Ядонг Инь, профессор химии
Однако исследовательская группа столкнулась с проблемой — как взять миллионы золотых наностержней, плавающих в жидком растворе, и заставить их все указывать в одном направлении для отображения однородного цвета.
Ученые решили соединить меньшие магнитные наностержни с большими золотыми. Чтобы два стержня разного размера оставались рядом, они были заключены в полимерный экран. Таким образом, ориентация обоих стержней может контролироваться магнитами.
Точно так же, как если вы держите магнит над кучей игл — они все указывают в одном направлении. Именно так мы контролируем цвет.
Ядонг Инь, профессор химии
Как только наностержни высушены в тонкую пленку, их ориентация фиксируется на месте, и они больше не реагируют на магниты. Но если пленка гибкая, ее можно согнуть и повернуть, и при изменении ориентации все равно будут отображаться разные цвета.
Другие материалы, такие как крылья бабочки, блестящие и красочные под определенными углами, также могут менять цвет при просмотре под разными углами. Однако эти материалы основаны на точно упорядоченных микроструктурах, которые сложно и дорого сделать на больших площадях. Но эта новая пленка может быть изготовлена так, чтобы покрыть поверхность объекта любого размера так же легко, как нанести аэрозольную краску на дом.
Читать также:
Новая мутация COVID-19 заражает человека в 8 раз быстрее и ее не «видит» иммунитет
Посмотрите на гигантскую акулу, которая пострадала от не менее гигантского кальмара!
Женская яйцеклетка умеет «выбирать» сперматозоиды: ее обладательница тут ни при чем