Färgförändring i en bild av en morgonherlighet skapad med kompositfärgmaterialet på grund av ljusstrålning och bakgrundsfärgen. Upphovsman:John Wiley &Sons, Inc.
En rad varelser, inklusive kameleoner, bläckfiskar och grodor, kan ändra färg som svar på förändringar i miljön. Några insikter om mekanismerna bakom detta vid det anatomiska, cellulära och molekylära nivåer har erhållits. Dock, det krävs fortfarande mycket arbete för att få tillräcklig förståelse för detta fenomen och översätta det till användbara konstgjorda tillämpningar.
Som rapporterats i tidningen Små , forskare vid Nagoya Universitys institution för molekylär design och teknik utvecklade ett material som innehåller färgämnen och kristaller som kan ändra färger och mönster som det visar beroende på bakgrundsfärgen som används inom det och dess exponering för synligt eller ultraviolett ljus.
Teamet inspirerades att utveckla detta material genom fynd som erhållits i huden på vissa grodor, där olika lager av celler med olika egenskaper kombineras för att möjliggöra anmärkningsvärda färgförändringar.
Varje komponent i detta nya material spelar en nyckelroll i dess färgegenskaper. Till exempel, färgämnena bidrar med sina inneboende färger till materialets utseende, som kan justeras genom att blanda dem i olika omfattning. Dessa färgämnen inkluderar också de som ändrar färg vid exponering för ljus.
Elektronmikrografier av sfäriska kolloidala kristaller sammansatta av fina kiseldioxidpartiklar med en partikeldiameter på 250 nm:(a) bild som visar en sfärisk kolloidal kristall, (b) ytbild av den sfäriska kolloidala kristallen, (c) en snittbild av den sfäriska kolloidala kristallen, och (d) sfäriska kolloidala kristaller som bibehålls mellan maskstorlekarna 125 μm och 150 μm. Upphovsman:John Wiley &Sons, Inc.
Sfäriska kristaller infördes också i systemet, som, snarare än att påverka färgen genom sin inneboende pigmentering, påverkar det genom mikroskopiska strukturer som direkt kan störa ljus. Till sist, ett svart pigment och olika bakgrundsfärger användes för att ändra färgerna på de andra komponenterna i systemdisplayen.
"Vi undersökte påverkan av de olika komponenterna i systemet, till exempel genom att ändra storleken på kristallerna, växla bakgrunden från vit till svart, eller exponering för synligt eller ultraviolett ljus, "säger motsvarande författare Yukikazu Takeoka." Vi fann att dessa förändringar resulterade i att olika färger visades över materialet, liknar det sätt på vilket vissa organismer kan ändra färg som svar på olika faktorer i sin miljö. "
a) Detta är ett fotografi av de sfäriska kolloidala kristallerna som innehåller 0,20 viktprocent kimrök (CB). Storleken på de fina kiseldioxidpartiklarna sträcker sig från 200 till 300 nm, och 11 olika storlekar användes. b) Detta är en bild av en skalbagge ritad med sfäriska kolloidala kristaller framställda med monodisperserade kiseldioxidpartiklar med olika partikelstorlekar och CB. Vevlarnas omgivning är ritade med sfäriska kolloidala kristaller som inte innehåller CB och ändras med bakgrundens färg. Upphovsman:John Wiley &Sons, Inc.
"Detta är ett spännande skede inom detta ämnesområde, eftersom vi alltmer kan anpassa de färgförändrande mekanismerna som vissa djur använder till artificiella enheter, "lägger första författaren Miki Sakai till." Om dessa konstgjorda färgförändrande material kan motsvara eller överträffa de levande skärmar som vissa djur som bläckfiskar och grodor gör, det kan ha spännande applikationer i utvecklingen av nya displaytekniker. "
