html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Фотонные кристаллы заставили искусственный краситель менять цвет при смене фона


M. Sakai et al./ Small, 2018

Японские химики синтезировали новый тип красителя, который меняет свой цвет в зависимости от типа освещения и цвета фона, на которое помещено изображение. Добиться такого эффекта можно, совместив в материале три вида пигментов: фотохромный и черный пигменты, а также коллоидный кристалл со структурной окраской, пишут ученые в статье в Small.

Некоторые животные — например, хамелеон, осьминоги и некоторые виды лягушек, — способны менять цвет кожи в ответ на изменение внешних условий. Поскольку одна из функций подобного изменения цвета — это маскировка, то один из факторов, которые приводят к смене окраски — изменение цвета окружающего фона. Например, лягушкам это удается делать за счет наличия в коже нескольких типов пигментных клеток: ксантофоров, которые поглощают в коротковолновой области и придают коже основной цвет, меланофоров, которые поглощают весь свет в видимой области, и иридофоров, которые служат источником структурной окраски, создаваемой только за счет отражения и рассеяния света. Слой меланофоров в коже находится под слоем иридофоров, выступая для них своеобразной фоновой подложкой. При этом количество поглощенного в меланофорах света может меняться в зависимости от внешних условий за счет перераспределения гранул меланина в клетках. Смена цвета подложки меняет картину рассеяния света в иридофорах, что приводит, таким образом, к изменению окраски кожи.

Японские химики из Нагойского университета под руководством Юкикадзу Такеоки (Yukikazu Takeoka) предложили использовать аналогичную схему для создания искусственных красителей, которые могут менять свой цвет в зависимости от цвета фона. Для этого ученые использовали три типа красителей: фотохромный краситель, который меняет свой цвет при облучении светом определенной длины волны, черный пигмент и источник структурной окраски — сферические коллоидные кристаллы, состоящие из наночастиц оксида кремния, которые за счет своей структуры могут отражать свет только определенной длины волны. Именно рассеяние света на этих кристаллах и позволяет этой смеси реагировать на цвет фона — то есть той поверхности, которая находится за кристаллом при прохождении сквозь него пучка света.

Зависимость цвета коллоидных кристаллов из оксида кремния на черном и белом фоне в зависимости от их размера (сверху) и размера наночастиц, из которых они состоят (снизу)

M. Sakai et al./ Small, 2018

В своем исследовании ученые определили, как цвет коллоидного кристалла меняется в зависимости от размера сферических частиц, а также — при смене цвета фона, помещенного за изображением, которое было нанесено с помощью такого красителя на прозрачную стеклянную поверхность. Оказалось, что кристаллы размером 29 микрометров на белом фоне — белого цвета, а при смене цвета фона на черный, у кристалла появляется окраска, которая зависит от размера наночастиц, из которых этот кристалл состоит. Так, для частиц размером 220 нанометров на черном фоне кристалл будет иметь синий цвет, а для частиц размером 300 нанометров — красный. Для кристаллов же размером более 100 микрометров такого эффекта не наблюдается.

Рисунок жука, сделанный с помощью разработанного красителя на стекле. Бежевый и синий цвета проявляются, только если поместить изображение на черный фон

M. Sakai et al./ Small, 2018

Чтобы сделать более выраженной фотонную запрещенную зону в коллоидных кристаллах (а соответственно — увеличить их яркость), авторы работы  предложили добавлять в эти кристаллы наночастицы черного красителя на основе углеродных наночастиц. А для возможности изменения цвета под действием ультрафиолетового излучения, в краситель был добавлен фотохромный диарилэтеновый пигмент. В результате ученым удалось создать такой красящий материал, который может менять свой цвет при изменении размера кристаллов, цвета фона и наличии ультрафиолетового излучения. А меняя концентрацию и точный состав компонентов, можно менять основной цвет красителя.

Изменение цвета и яркости изображения, сделанного с помощью предложенного красителя, при различном цвете фона и различном типе освещения

M. Sakai et al./ Small, 2018

По словам авторов работы, предложенный ими материал позволяет более точно контролировать цвет искусственных красителей и его яркость. При этом менять его можно несколькими различными способами, используя при этом не только традиционное поглощение света, но и возможность управлять структурной окраской коллоидных кристаллов. В будущем подобные красители ученые предлагают использовать, например, при разработке новых типов дисплеев.

Изменение цвета фона или интенсивности излучения — не единственные внешние условия, изменения которых могут приводить к смене окраски искусственных красителей. Так, недавно ученые синтезировали эластомерный материал, который меняет свой цвет при растяжении. Его можно использовать, например, чтобы определить силу сдавливания эластичного бинта.

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • исследования
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции