Zoals een kameleon zijn kleur verschuift van turkoois naar roze naar oranje naar groen, de ontwerpprincipes van de natuur spelen een rol. Complexe nanomechanica werkt stil en moeiteloos om de huid van de hagedis te camoufleren zodat deze past bij zijn omgeving.

Geïnspireerd door de natuur, een team van de Northwestern University heeft een nieuwe nanolaser ontwikkeld die van kleur verandert met hetzelfde mechanisme als kameleons. Het werk zou de deur kunnen openen voor vooruitgang in flexibele optische displays in smartphones en televisies, draagbare fotonische apparaten en ultragevoelige sensoren die spanning meten.

"Kameleons kunnen gemakkelijk van kleur veranderen door de afstand tussen de nanokristallen op hun huid te regelen, die de kleur bepaalt die we waarnemen, " zei Teri W. Odom, Charles E. en Emma H. ​​Morrison, hoogleraar scheikunde aan het Weinberg College of Arts and Sciences in Northwestern. "Deze kleuring op basis van oppervlaktestructuur is chemisch stabiel en robuust."

Het onderzoek is gisteren online gepubliceerd in het tijdschrift Nano-letters . Odom, die de associate director is van het Northwestern's International Institute of Nanotechnology, en George C. Schatz, Charles E. en Emma H. ​​Morrison, hoogleraar scheikunde in Weinberg, diende als co-corresponderende auteurs van het papier.

Op dezelfde manier waarop een kameleon de afstand van nanokristallen op zijn huid regelt, De laser van het Northwestern-team maakt gebruik van periodieke reeksen metalen nanodeeltjes op een rekbare, polymeer matrix. Naarmate de matrix zich uitrekt om de nanodeeltjes verder uit elkaar te trekken of samentrekt om ze dichter bij elkaar te duwen, de golflengte die door de laser wordt uitgezonden, verandert van golflengte, die ook van kleur verandert.

"Vandaar, door het elastomeersubstraat uit te rekken en los te maken, we konden de emissiekleur naar believen selecteren, ' zei Odom.

De resulterende laser is robuust, afstembaar, omkeerbaar en heeft een hoge gevoeligheid voor spanning. Deze eigenschappen zijn van cruciaal belang voor toepassingen in responsieve optische displays, on-chip fotonische circuits en gemultiplexte optische communicatie.