Strukturella färger används för att göra denna mikroskopiska bild av SDU -logotypen, som är skrivet med cirkulärt polariserat ljus och betraktat med opolariserat ljus. SEM -bilden längst till höger visar nanoskala strukturen, med gränserna för olika färgade områden indikerade med vita prickade linjer. Upphovsman:Roberts et al. © 2018 American Chemical Society
De flesta färgerna på dagens papper och tyg är gjorda med färgämnen eller pigment. Men färger kan också produceras genom att modifiera ett materials yta i nanoskala, får ytan att reflektera eller sprida olika ljusfrekvenser och ge dessa material "strukturell färg". Fjärilvingar och fågelfjädrar är exempel på material som naturligt uppvisar strukturell färg.
I en ny studie publicerad i ACS Nano , ett team av forskare under ledning av Sergey Bozhevolnyi vid Syddansk Universitet har utvecklat en ny metod för att producera ljusa strukturfärger på metallfilmer som kallas nära perkoleringsplasmoniska reflektorarrays. Metoden använder lasrar för att värma och omforma små (4 nm) guldnanoisland på en kiseldioxidyta, möjligen erbjuda ett enkelt och billigt alternativ till litografisk nanopattering.
För att producera olika färger, lasereffekten justeras från 1 till 10 mW. Laserkraften motsvarar olika värmemängder, som omformar guldnanoöarna på ett sådant sätt att de reflekterar ljus i olika färger. Gult produceras vid låg effekt, grön på mellanliggande krafter, och röd vid höga makter.
Metoden ger också olika resultat beroende på laserns polarisering (ljusvågor polariseras när de är begränsade till att endast vibrera i vissa riktningar). När laserljuset är linjärt polariserat, färgerna syns tydligt endast när de belyses av ljus av samma polarisering. Cirkulärt polariserat laserljus, å andra sidan, producerar polarisationsoberoende färger som är synliga med hjälp av ljus av alla slags polarisering samt opolariserat ljus.
Möjligheten att producera både polarisationskänsliga och polarisationsoberoende färger kan vara användbar för olika typer av applikationer, och forskarna förväntar sig att metoden enkelt kan implementeras för storskalig användning.
"Tillverkningsförfarandet för reflekterande matriser med nästan perkolering är oerhört enkelt, kräver endast tre på varandra följande materialavlagringar (för att producera en optiskt tjock metallreflektor, en tunn dielektrisk distans och en mycket tunn halvkontinuerlig metallfilm) och därigenom verkligen skalbar till massproduktion, "skrev forskarna i sin artikel.
"Den unika kombinationen av de ovan nämnda anmärkningsvärda funktionerna gör att tillvägagångssättet som utvecklats för laserfärgskrivning lätt kan användas för praktisk implementering och användning i olika applikationer, allt från nanoskala-mönster för säkerhetsmärkning till storskalig färgutskrift för dekoration."
© 2019 Science X Network
