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可打印非虹彩輕量結(jié)構(gòu)色墨水問(wèn)世

科技日?qǐng)?bào)
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科技日?qǐng)?bào)北京1月30日電 (記者張佳欣)日本神戶大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種新方法,可產(chǎn)生永不褪色的結(jié)構(gòu)色,且不受限于視角,還能被打印出來(lái)。這種材料對(duì)環(huán)境和生物的影響很小,而且可以薄涂,有望顯著改善傳統(tǒng)涂料的重量。研究論文發(fā)表在30日《美國(guó)化學(xué)會(huì)應(yīng)用納米材料》雜志上。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

當(dāng)光從平行的納米結(jié)構(gòu)反射時(shí),結(jié)構(gòu)色就會(huì)出現(xiàn)。比如蝴蝶翅膀或孔雀羽毛的顏色就來(lái)自結(jié)構(gòu)色,其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)隨著時(shí)間的流逝而褪色,也不會(huì)隨觀察角度改變而改變。生活中最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)色例子可能是光盤(pán):從不同角度看一張光盤(pán),能看到不同的顏色。這種隨觀察角度改變而變化的顏色叫虹彩色。從工業(yè)角度來(lái)看,排列整齊的納米結(jié)構(gòu)不容易上色或打印,并且顏色取決于視角,這使得材料呈現(xiàn)虹彩色。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

日本神戶大學(xué)材料工程師一直在開(kāi)發(fā)一種產(chǎn)生顏色的全新方法。在前期工作中,他們實(shí)現(xiàn)了精確的粒徑控制并開(kāi)發(fā)了球形和晶體硅納米粒子的膠體懸浮液。這些單一的硅納米顆粒通過(guò)米氏共振現(xiàn)象以明亮的顏色散射光線,這使工程師們能夠開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)色墨水。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

在米氏共振中,大小與光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)那蛐瘟W訉?duì)特定波長(zhǎng)的反射特別強(qiáng)烈。這意味著,只需改變顆粒的大小,就可以控制顏色。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

新方法產(chǎn)生的顏色不是由鄰近結(jié)構(gòu)反射的光相互作用產(chǎn)生的,而是由它在單個(gè)硅納米球周?chē)母咝⑸洚a(chǎn)生的。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

研究人員表示,單層稀疏分布的硅納米粒子厚度只有100—200納米,顏色鮮艷,每平方米的重量不到0.5克。這使其成為世界上最輕薄的彩色涂層之一。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

他們使用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)探索不同情況下墨水的特性。結(jié)果表明,盡管納米球覆蓋的表面很小,但反射率很高,這是由于其具有非常大的散射效率。這意味著,著色只需極少量的硅晶體。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和完善,研究人員期待著他們的技術(shù)有更多有趣的應(yīng)用。例如,飛機(jī)涂層的顏料有幾百公斤重,如果使用基于納米球的墨水,或許能夠?qū)⒅亓拷档偷皆瓉?lái)的10%以下。7pb知多少教育網(wǎng)-記錄每日最新科研教育資訊

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