Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio y la Universidad de Shimane han creado una película híbrida transparente que combina minerales y tintes de arcilla natural en un material que cambia de color en respuesta a la humedad ambiental. El cambio de color no implica romper enlaces químicos; el equipo descubrió una novelaMecanismo que hace que el proceso sea fácilmente reversible, para una funcionalidad duradera utilizando materiales respetuosos con el medio ambiente. Las aplicaciones incluyen sensores ambientales y amplificación de luz de última generación en pantallas.
La combinación de colorantes con una amplia gama de minerales naturales como clatratos arcillas y zeolitas roca porosa es una estrategia prometedora ampliamente aplicada para crear materiales híbridos que pueden interactuar con materiales ligeros o "crómicos". La estructura física de estoslos materiales juegan un papel clave; las cavidades diminutas, del tamaño de un nanómetro, albergan moléculas sensibles a la luz que se comportan de manera diferente a cuando están libres en solución, con aplicaciones potenciales para dispositivos emisores de luz, recolección de luz como en células solares y sensores novedosos.Un equipo dirigido por el profesor Takuya Fujimura del Departamento de Física y Ciencia de los Materiales, Universidad de Shimane, y el Profesor Shinsuke Takagi del Departamento de Química Aplicada, Universidad Metropolitana de Tokio, han creado una película transparente hecha de un mineral de arcilla ecológico y un tinte, porfirina de magnesio, que cambia de color en respuesta a la humedad.
Lo que hace que esta película sea especial es el mecanismo por el cual logra un cambio tan sorprendente. Las arcillas tienen una estructura en capas, con espacios delgados a escala nanométrica en el medio. El equipo hizo un gran avance técnico para obtener el tinte en estos espacios sin formar agregados, para asegurar una respuesta efectiva. Las capas de arcilla cambian su espacio en respuesta a la humedad; el confinamiento del tinte cambia. Más específicamente, los electrones que rodean la molécula del tinte, particularmente aquellos involucrados en cómo interactúa con la luz, se alineancon ciertos grupos químicos en la arcilla, cambiando drásticamente su color. Tenga en cuenta que no se rompen ni se forman enlaces químicos. Esto hace que la película sea más compatible con el cambio repetido, con menos degradación del material.
La película no solo es más duradera. Tanto la arcilla como el tinte podrían ser materiales derivados naturalmente. Eso significa un menor costo, una mayor seguridad y una mayor compatibilidad con el medio ambiente. El equipo espera aplicar la película y un nuevo mecanismo a los sensores y la amplificación endispositivos emisores de luz.
Este trabajo fue parcialmente apoyado por un JSPS Grant-in-Aid para Investigación Científica B No. 24350100 y un JSPS Grant-in-Aid para Investigación Científica en Áreas Innovadoras "Proyecto de Fotosíntesis Artificial All Nippon para la Tierra Viva"AnApple, No. 25107521. El manuscrito que informa este hallazgo ha sido publicado en línea en Langmuir .
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Materiales proporcionados por Universidad Metropolitana de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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