Een nieuwe film gemaakt van gouden nanodeeltjes verandert van kleur als reactie op elk type beweging. Dankzij zijn ongekende kwaliteiten kunnen robots kameleons en octopussen nabootsen, naast andere futuristische toepassingen.

In tegenstelling tot andere materialen die de kleurwisselaars van de natuur proberen na te bootsen, deze kan reageren op elk type beweging, zoals buigen of draaien. Robots die erin zijn gecoat, kunnen ruimtes betreden die gevaarlijk of onmogelijk zijn voor mensen, en bieden informatie alleen op basis van hoe ze eruit zien.

Bijvoorbeeld, een gecamoufleerde robot kan moeilijk toegankelijke onderwaterspleten binnendringen. Als de robot van kleur verandert, biologen zouden meer te weten kunnen komen over de druk waarmee dieren worden geconfronteerd die in deze omgevingen leven.

Hoewel sommige andere kleurveranderende materialen ook op beweging kunnen reageren, deze kan worden afgedrukt en geprogrammeerd om verschillende, complexe patronen die moeilijk te repliceren zijn. De wetenschappers van UC Riverside die dit nanomateriaal hebben gemaakt, documenteerden hun proces in a Natuurcommunicatie krant die afgelopen week is verschenen.

Nanomaterialen zijn eenvoudigweg materialen die zijn teruggebracht tot een extreem kleine schaal - tientallen nanometers in breedte en lengte, of, ongeveer zo groot als een virus. Wanneer materialen zoals zilver of goud kleiner worden, hun kleuren zullen veranderen afhankelijk van hun grootte, vorm, en de richting waarin ze kijken.

"In ons geval, we hebben goud teruggebracht tot staafjes van nanoformaat. We wisten dat als we de staven in een bepaalde richting konden laten wijzen, we konden hun kleur controleren, " zei professor scheikunde Yadong Yin. "Geconfronteerd met één kant, ze kunnen rood lijken. Verplaats ze 45 graden, en ze veranderen in groen."

Het probleem waarmee het onderzoeksteam te maken had, was hoe miljoenen gouden nanostaafjes die in een vloeibare oplossing drijven te nemen en ze allemaal in dezelfde richting te laten wijzen om een ​​uniforme kleur weer te geven.

Hun oplossing was om kleinere magnetische nanostaafjes op de grotere gouden te smelten. De twee staven van verschillende grootte waren ingekapseld in een polymeer schild, zodat ze naast elkaar zouden blijven. Op die manier, de oriëntatie van beide staven kon worden gecontroleerd door magneten.

"Net alsof je een magneet boven een stapel naalden houdt, ze wijzen allemaal in dezelfde richting. Zo beheersen we de kleur, ' zei Yin.

Zodra de nanostaafjes zijn gedroogd tot een dunne film, hun oriëntatie is vast op hun plaats en ze reageren niet meer op magneten. "Maar, als de film flexibel is, je kunt het buigen en draaien, en zal nog steeds verschillende kleuren zien als de oriëntatie verandert, ' zei Yin.

Andere materialen, als vlindervleugels, zijn glanzend en kleurrijk onder bepaalde hoeken, en kan ook van kleur veranderen wanneer bekeken vanuit andere hoeken. Echter, die materialen vertrouwen op nauwkeurig geordende microstructuren, die moeilijk en duur zijn om te maken voor grote gebieden. Maar deze nieuwe film kan net zo gemakkelijk worden gemaakt om het oppervlak van elk object te coaten als het aanbrengen van spuitverf op een huis.

Hoewel futuristische robots een ultieme toepassing van deze film zijn, het kan op veel andere manieren worden gebruikt. UC Riverside-chemicus Zhiwei Li, de eerste auteur van dit artikel, legde uit dat de film als authenticatiefunctie kan worden verwerkt in cheques of contant geld. Onder normale verlichting, de film is grijs, maar als je een zonnebril opzet en ernaar kijkt door gepolariseerde lenzen, uitgebreide patronen te zien zijn. In aanvulling, het kleurcontrast van de film kan drastisch veranderen als u de film draait.

de toepassingen, in feite, worden alleen beperkt door de verbeelding. "Kunstenaars zouden deze technologie kunnen gebruiken om fascinerende schilderijen te maken die enorm verschillen, afhankelijk van de hoek van waaruit ze worden bekeken, "Zei Li. "Het zou geweldig zijn om te zien hoe de wetenschap in ons werk kan worden gecombineerd met de schoonheid van kunst."