נוצות ציפורים מעוררות חוקרים לייצר צבעים חדשים תוססים

A bird they called dinner | Bede Carmody | TEDxCanberra (יוני 2019).

Anonim

צוות מחקר בראשות אוניברסיטת נאגויה מחקה את הצבע העשיר של נוצות הציפורים ומדגים דרכים חדשות לשליטה באיך האור מקיים אינטראקציה עם חומרים.

צבעים בהירים בעולם הטבעי נובעים לעתים קרובות ממבנים זעירים בנוצות או כנפיים שמשנות את האופן שבו האור מתנהג כאשר הוא משתקף. מה שנקרא "צבע מבניים" אחראי על גוונים חיים של ציפורים ופרפרים. באופן מלאכותי רתימת השפעה זו עלולה לאפשר לנו מהנדס חומרים חדשים עבור יישומים כגון תאים סולריים זיקית הסתגלות מסתגלת כמו זיקית.

בהשראת הצבע הכחול העמוק של ציפור צפון אמריקאית, סטלר ג'אי, צוות של אוניברסיטת נאגויה שיחזר את הצבע במעבדה שלהם, ויצר סוג חדש של פיגמנט מלאכותי. התפתחות זו דווחה בחומרים מתקדמים.

"נוצות הג'יי של הכוכב מספקות דוגמה מצוינת לצבע מבניים תלוי זווית", אומר הסופר האחרון Yukikazu Takeoka, "צבע זה משופר על ידי חומרים כהים, אשר במקרה זה ניתן לייחס חלקיקי מלנין שחורים בנוצות."

ברוב המקרים, צבעים מבניים נראים להשתנות כאשר הם נמדדים מנקודות מבט שונות. לדוגמה, דמיינו את האופן שבו הצבעים על החלק התחתון של התקליטור מופיעים כאשר הם מתבוננים בזווית אחרת. ההבדל בכחול הג'יי של הכוכב הוא שהמבנים, אשר מפריעים לאור, יושבים על גבי חלקיקים שחורים שיכולים לספוג חלק מהאור הזה. משמעות הדבר היא שבכל הזוויות, עם זאת, אתה מסתכל על זה, את הצבע של הכוכב ג 'יי לא משתנה.

הצוות השתמש בגישה של "שכבה אחר שכבה" לבניית סרטים של חלקיקים עדינים ששיצרו מחדש את המרקם דמויי הספוג המיקרוסקופי וחלקיקי גיבוי שחורים של נוצות הציפור.

כדי לחקות את הנוצות, החוקרים כיסו חלקיקי ליבה שחורים מיקרוסקופיים עם שכבות של חלקיקים שקופים עוד יותר, כדי ליצור חלקיקים דמויי פטל. גודל הליבה ואת עובי השכבות נשלט צבע ורוויון של הפיגמנטים שהתקבלו. חשוב לציין, את הצבע של חלקיקים אלה לא השתנה עם זווית צפייה.

"העבודה שלנו מייצגת דרך הרבה יותר יעילה לעצב באופן מלאכותי זווית עצמאית מבנית צבעים", מוסיף Takeoka. "עדיין יש לנו הרבה מה ללמוד ממערכות ביולוגיות, אבל אם נוכל להבין ולהחיל בהצלחה את התופעות הללו, מגוון שלם של מטאמטריאלים חדשים יהיה נגיש לכל סוגי היישומים המתקדמים שבהם אינטראקציה עם אור חשובה".

menu
menu