• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Funktionsfilmer tillverkade av miljövänliga lermineraler och färgämnen

    Genomskinlig hybridfilm bestående av miljövänliga lermineraler och färgämnen, som ändrar färg med luftfuktighet via en ny mekanism. Upphovsman:Shinsuke Takagi

    Forskare från Tokyo Metropolitan University och Shimane University har skapat en transparent hybridfilm som kombinerar naturliga lermineraler och färgämnen till ett material som ändrar färg som svar på miljöfuktighet. Färgförändringen innebär inte att bryta kemiska bindningar; laget avslöjade en ny mekanism som gör processen lätt reversibel, för långvarig funktionalitet med miljövänliga material. Tillämpningarna inkluderar miljösensorer, och toppmodern ljusförstärkning i displayer.

    Att kombinera färgämnen med ett brett utbud av naturliga mineraler som klatrater (leror) och zeoliter (poröst berg) är en allmänt tillämpad, lovande strategi för att skapa hybridmaterial som kan interagera med ljus, eller "kromiska" material. Den fysiska strukturen för dessa material spelar en nyckelroll; mycket liten, nanometerstora hålrum är värd för ljuskänsliga molekyler som beter sig annorlunda än när de är fria i lösning, med potentiella applikationer för ljusemitterande enheter, ljusskörd (som i solceller) och nya sensorer. Ett team som leds av prof Takuya Fujimura från institutionen för fysik och materialvetenskap, Shimane University, och professor Shinsuke Takagi från Institutionen för tillämpad kemi, Tokyo Metropolitan University, har skapat en transparent film gjord av ett miljövänligt lermineral och ett färgämne, magnesiumporfyrin, som ändrar färg som svar på fukt.

    Det som gör den här filmen speciell är den mekanism genom vilken den uppnår en så slående förändring. Leror har en skiktad struktur, med tunna mellanslag mellan nanometer. Teamet gjorde ett tekniskt genombrott för att få in färgämnet i dessa luckor utan att bilda aggregat, för att säkerställa ett effektivt svar. Lerlagren ändrar sitt avstånd som svar på fuktighet; inneslutningen av färgämnet förändras. Mer specifikt, elektronerna som omger färgmolekylen, särskilt de som är inblandade i hur det interagerar med ljus, är anpassade till vissa kemiska grupper i leran, ändrar dramatiskt sin färg. Observera att inga kemiska bindningar bryts eller görs. Detta gör filmen mer kompatibel med upprepad omkoppling, med mindre nedbrytning av materialet.

    Filmen är inte bara mer hållbar. Både lera och färgämne kan vara naturligt härledda material. Det innebär lägre kostnad, förbättrad säkerhet och ökad kompatibilitet med miljön. Teamet hoppas kunna tillämpa filmen och den nya mekanismen på sensorer och förstärkning i ljusemitterande enheter.

    Detta arbete rapporteras i Langmuir .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com