Inspirados por los colores parpadeantes del pez tetra de neón, los investigadores han desarrollado una técnica para cambiar el color de un material mediante la manipulación de la orientación de las columnas nanoestructuradas en el material.
"Los tetras de neón pueden controlar sus rayas de colores brillantes cambiando el ángulo de pequeñas plaquetas en su piel", dice Chih-Hao Chang, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente de un artículo sobretrabajo.
"Para este estudio de prueba de concepto, hemos creado un material que demuestra una habilidad similar", dice Zhiren Luo, estudiante de doctorado en NC State y primer autor del artículo. "Específicamente, 'hemos demostrado que podemos cambiar el color del material mediante el uso de un campo magnético para cambiar la orientación de una serie de nanocolumnas ".
El material que cambia de color tiene cuatro capas. Un sustrato de silicio está recubierto con un polímero que ha sido incrustado con nanopartículas de óxido de hierro. El polímero incorpora una matriz regular de pedestales de un ancho de micras, haciendo que la capa de polímero se parezca a un ladrillo LEGO®.La capa intermedia es una solución acuosa que contiene nanopartículas de óxido de hierro que flotan libremente. Esta solución se mantiene en su lugar mediante una cubierta de polímero transparente.
Cuando se aplica un campo magnético vertical debajo del sustrato, arrastra las nanopartículas flotantes a columnas, alineadas sobre los pedestales. Al cambiar la orientación del campo magnético, los investigadores pueden cambiar la orientación de las columnas de nanopartículas. Cambiar el ángulo delas columnas cambian la longitud de onda de la luz que el material refleja con mayor intensidad; en términos prácticos, el material cambia de color.
"Por ejemplo, pudimos cambiar el color percibido del material de verde oscuro a amarillo neón", dice Luo.
"Puede cambiar el color de referencia del material controlando la matriz de los pedestales en el sustrato de polímero", dice Chang. "Los siguientes pasos para nosotros incluyen ajustar la geometría de las matrices de columnas para mejorar la pureza de los colores. También estamos planeando trabajar en el desarrollo de electroimanes integrados que permitan cambios de color más programables ".
Los investigadores están trabajando hacia el objetivo de desarrollar aplicaciones que van desde pantallas reflectantes hasta camuflaje dinámico.
El trabajo se realizó con el apoyo de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, bajo la subvención W911NF-15-1-0108; y la National Science Foundation, bajo la subvención 1552424.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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