Figuren visar en flerfärgad fjärilsdesign som är gjord genom att mönstra återvunnen kimrök i omgivande miljöer och heliummiljöer. Kredit:National University of Singapore
NUS-fysiker har upptäckt att återvunnet kolsvart pulver kan omvandlas genom laserbehandling för att ge ett brett spektrum av färger för potentiella displayapplikationer.
Återvunnet kimrökpulver är ett vanligt pigment som framställs av skrotade gummidäck. Det finns en växande efterfrågan på att använda det som ett miljövänligt och hållbart material som ett förstärkande fyllmedel i däck och många andra applikationer.
En forskargrupp ledd av professor Sow Chorng Haur från institutionen för fysik, NUS har upptäckt att genom att tillämpa fokuserad laserbehandling på återvunnet kimrök genom en fototermisk process, den kan göras för att visa ett brett spektrum av färger. Återvunnet kolsvartpulver innehåller ofta olika typer av metallföroreningar, en brist som många anser vara oönskad. Dock, vid uppvärmning i luft eller i heliummiljö med en fokuserad laserstråle, kolatomerna infunderas i metallföroreningarna. Denna process resulterar i skapandet av ytterligare energitillstånd i hybridmaterialsystemet och tillåter således elektroner i materialet att hoppa till olika elektroniska tillstånd och avge olika färger. På samma gång, det uppvärmda materialet förändras i sin fysiska form på grund av värmeinducerad smältning och återstelnande av det agglomererade pulvret, vilket resulterar i bildandet av periodiska arrangemang av kolnanopartiklar. De synliga färgerna beror också delvis på ljusspridning från dessa periodiska arrangemang.
Forskarna fann också att de kan stänga av, eller mörk, fluorescensen som kommer från provet genom att applicera en extern elektrisk potential. Detta, i kombination med förmågan att överföra materialet till flexibla, genomskinliga filmer, skulle potentiellt kunna tillåta det "nya" materialet att användas som en flexibel och transparent flerfärgsfluorescensdisplay.
Prof Sow sa, "Eftersom processen inte är begränsad av skala och är flexibel, återvunnet kolsvart pulver skulle potentiellt kunna användas för storskaliga fluorescensskärmar. Detta ger ett enkelt sätt att förvandla ett prisvärt och rikligt material till något användbart och vackert."
