science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kleurrijk, magnetische Janus-ballen kunnen valsemunters helpen verijdelen

Krediet:American Chemical Society

Vervalsers die namaak van populaire schoenen verkopen, handtassen en andere artikelen worden steeds geavanceerder, fabrikanten dwingen nieuwe technologieën te vinden om een ​​stap voor te blijven. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Nano hebben kleine "Janusballen" ontwikkeld die hun gekleurde kant onder een magnetisch veld laten zien. Deze microdeeltjes kunnen nuttig zijn in inkten voor anti-namaaktags, die kon worden geverifieerd met een gewone magneet, zeggen de onderzoekers.

In de oude Romeinse mythologie, Janus was de god van de overgangen met twee gezichten. evenzo, zogenaamde Janus-ballen zijn microsferen die twee kanten hebben met verschillende eigenschappen. Shin-Hyun Kim en collega's wilden Janus-ballen maken van twee niet-mengbare harsen:een die magnetische nanodeeltjes bevatte, en een andere die silicadeeltjes bevatte. De magnetische kant van de bal zou ook roet bevatten, waardoor dat halfrond donker lijkt, terwijl de silicadeeltjes aan de andere kant van de bal zichzelf zouden assembleren tot een kristallijn rooster, het produceren van structurele kleuren. Het resultaat zou kleine balletjes zijn die normaal gesproken hun zwarte kant naar boven hebben, behalve wanneer een magnetisch veld ervoor zorgt dat ze naar hun kleurrijke kanten kantelen.

Om Janusballen te maken, de onderzoekers gebruikten een microfluïdisch apparaat om druppels van de twee harsen te verenigen, met een oppervlakteactieve stof toegevoegd om de samengevoegde druppels in een bolvorm te stabiliseren. Omdat de silica-bevattende gekleurde kant van de druppels zwaarder was dan de zwarte magnetische kant, de zwaartekracht zorgde ervoor dat de zwarte kant spontaan naar boven gericht was, als een roly-poly speelgoed, toen de ballen in het water werden geplaatst. Vervolgens, de onderzoekers hebben de magnetische nanodeeltjes in de ballen permanent in dezelfde richting uitgelijnd. Door een magnetisch veld in de tegenovergestelde richting aan te leggen, ze konden de ballen omdraaien naar hun gekleurde kant.

De onderzoekers maakten rode en groene Janusballen door silicadeeltjes van verschillende groottes te gebruiken. met hun magnetische nanodeeltjes in tegengestelde richtingen uitgelijnd. Door de richting van het aangelegde magnetische veld te veranderen, ze zouden de kleuren van 3D-geprinte kameleon- en vlindervormen kunnen veranderen. Het gebruik van verschillende kleuren en oriëntaties van Janus-ballen in inkt kan verfijnde, gebruikersinteractieve anti-namaaktags, zeggen de onderzoekers.