蝴蝶和珍贵的宝石有什么联系?
由于观看角度不同,它们都会产生生动的颜色变化,根本原因是其复杂微观结构在发生变化。根据这一特点,英国科学家用纳米技术创造出变色的塑料薄膜。
近日,剑桥大学物理教授 Baumberg的团队耗时七年终于研发成功一种纳米塑料,当这种纳米塑料与其他橡胶分子结合后,在张力变化时,薄膜的颜色也会发生变化,就像蝴蝶挥动翅膀时颜色发生的变化一样。
该研究已发表在《 Nature Communications》杂志上,研究小组描述了他们是如何将纳米颗粒堆积成这种流动闪烁的新奇材料。
薄膜的颜色随着其拉伸和压缩而变化,这是一种突破,因为以前还从来没有过能不经过颜料上色就实现颜色的变化。
这项研究与包装用塑料袋的结构相比具有以下特点:
首先,该团队是在大桶中生产出干净的纳米塑料,然后将其晾干。固体塑料球粘在外面,而聚集在一起。当这些塑料球被轧辊压入橡胶材料时,有趣的事情出现了——会出现像蛋白石一样的光泽变化。
其次,这种物质在宏观上看起来很酷,在微观上则更有趣。当这些塑料球被轧辊碾过时,它们变得更加对称了。Baumberg教授指出:“塑料球快速、有序地排列成更精致的结构”。以恰当的方式把塑料球压入晶体结构,近距离观察时就像在蜂箱内一样。
这结果类似于把一堆大理石或球轴承倒入托盘中来回摇晃,这样似乎会造成混乱,但它们却快速进入了完美的结构层。在每层内形成精致的格子,如蝴蝶翅膀那样包含细小、多彩的发光物质。
该团队称为“蛋白石聚合物”的结构被拉伸时,可以变成任何颜色的图案或变成半透明的。既然橡胶结构层的尺寸和厚度可以控制,蛋白石可以设计成在适当的压力下变换颜色。
Baumberg进一步指出,这种材料可用于生产防伪钱币、瓶盖,甚至用于包装防伪,在达到适当张力时就出现颜色的变化。
在未来,你或许会见到一栋随着阳光变色的建筑物或者是一辆随阳光变色的汽车,或者一个在充气时会瞬间变成蓝色的红色气球等,Baumberg希望这种材料可以在一两年内实现商业化。