鱼的灵感材料使用纳米柱改变颜色
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受霓虹灯鱼闪烁颜色的启发，研究人员开发了一种通过操纵材料中纳米结构柱的方向来改变材料颜色的技术。
“霓虹tetras可以通过改变皮肤中微小血小板的角度来控制它们鲜艳的条纹，”北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程副教授张志浩(Chih-Hao Chang)说，他是一篇关于这项工作的论文的通讯作者。
“在这项概念验证研究中，我们创造了一种具有类似能力的材料，”北卡罗来纳州立大学博士生、论文第一作者罗志仁说。“具体来说，我们已经证明，我们可以通过使用磁场来改变纳米柱阵列的方向来改变材料的颜色。”
变色材料有四层。硅衬底上涂有嵌入氧化铁纳米颗粒的聚合物。聚合物包含一个微米宽的基座的规则阵列，使聚合物层类似于乐高®砖。中间层是含有自由漂浮的氧化铁纳米颗粒的水溶液。这种溶液由一层透明的聚合物盖固定。
当垂直磁场施加在衬底下时，它将漂浮的纳米颗粒拉成柱状，在基座上排列。通过改变磁场的方向，研究人员可以改变纳米颗粒柱的方向。改变柱子的角度就会改变被材料反射最强的光的波长;实际上，这种材料会改变颜色。
“例如，我们能够将材料的感知颜色从深绿色改变为霓虹灯黄色，”罗说。
Chang说:“你可以通过控制聚合物基板上的基座阵列来改变材料的基线颜色。”“我们接下来的步骤包括微调柱阵列的几何形状，以提高颜色的纯度。我们还计划开发集成电磁铁，以实现更多可编程的颜色转换。”
研究人员正在努力开发从反射显示到动态伪装的应用程序。
这张纸。”磁驱动动态彩虹的灵感来自霓虹灯四环素发表在该杂志上ACS Nano．这篇论文由埃隆大学的本杰明·埃文斯(Benjamin Evans)共同撰写。
这项工作得到了美国国防高级研究计划局的支持，资助金额为W911NF-15-1-0108;国家科学基金会，1552424号拨款。
希普曼-
编者须知:研究摘要如下。
霓虹四环素激发的磁驱动动态彩虹
作者:美国北卡罗来纳州立大学罗志仁、常志浩;本杰明·埃文斯，伊隆大学
发表: 3月19日ACS Nano
DOI: 10.1021 / acsnano.9b00822
文摘:受热带鱼霓虹四环素的启发，我们报告了一种机制，以实现动态彩虹，可以磁调谐。这种方法基于周期性光子纳米结构的倾斜，与更常见的应变诱导颜色调谐相反。在这种方法中，磁性纳米柱的周期性阵列作为模板，在液体环境中磁化时指导氧化铁纳米颗粒的组装。由磁性模板诱导的周期性局部场锚定组装的粒子柱，允许结构在应用场的角度改变时围绕底座倾斜。这种效果模拟微观的“威尼斯盲”，并通过实时可调的结构着色产生动态光学特性。该样品的反射光谱可调，峰值波长从528 nm移至720 nm。磁作动机构是可逆的，具有约0.3 s的快速响应时间。这种结构可以在任意表面上实现，如动态伪装、彩虹显示和可调谐光子元件，以及在主动流体装置和粒子操纵等其他应用中。
