变色龙般的'蛋白石'可以呈现任何颜色

 作者:郝韵璺     |      日期:2019-02-06 01:02:04
科林·巴拉斯(Colin Barras)一种新的材料可以让变色龙为它赚钱 - 它可以迅速改变颜色,以匹配可见光谱中的颜色合成材料可以比作蛋白石,这是一种矿物,其各种颜色归因于其分层结构:具有高折射率的区域,其中光缓慢传播,与低折射率的区域交错具有波长(或颜色)的光波 - 与层之间的空间相似的光被散射,使得蛋白石具有虹彩光泽由英国和加拿大化学家开发的变色龙般的“蛋白石”具有类似的分层结构但他们的材料比自然更好它可以快速收缩或膨胀,以改变其分层区域之间的距离,改变它散射的光的颜色(见上面的视频)新材料的起点是一堆二氧化硅大理石,每个大约270纳米,在扁平电极上在顶部添加聚合物以包裹球体并将它们保持在适当位置接下来,球体用酸溶解,在聚合物内留下规则的气穴图案最后,这些口袋填充有液体电解质并且结构被密封结果表现得像蛋白石聚合物和电解质具有不同的折射率,并且它们的重复图案仅散射蓝色光子以使材料成为虹彩蓝色但是当施加电压时,材料变成红色,沿途可见光谱中的每种其他颜色 “聚合物对整个事物至关重要,”英国布里斯托尔大学的Ian Manners说,也是研究团队的成员 “它含有可以以两种氧化态存在的铁原子”当电压通过扁平电极时,它从聚合物中吸取电子并氧化铁这使得聚合物带正电,因此来自电解质的负离子涌入氧化铁的化学性质有助于聚合物吸收液体,结构膨胀当孔内的液体进入聚合物时,孔隙会收缩结果,该结构现在散射不同波长的光子,因此具有不同的颜色 “你越是氧化系统就越膨胀,”Manners说稍微增加电压会导致更多的铁被氧化,更多的膨胀,以及更大的向红色的转变 “我们现在可以进行全频谱调整 - 蓝色一直到红色 - 在不到1秒的时间内,”团队成员和Manners前博士生Andre Arsenault说 Arsenault是Opalux的首席技术官,Opalux是他与多伦多大学的同行化学家共同创立的公司 “鉴于目前的开关速度,理想的第一个产品可能就像全彩电子纸一样,”他说虽然需要电压脉冲来改变颜色,但是将其保持在给定状态根本不需要能量并且因为材料的颜色来自于散射落在其上的光的方式,而不是像传统显示器那样发光,所以在明亮的光线下它可以完美地读取期刊参考文献:Angewandte Chemie International(DOI: