En ny teknik använder partiklar av guld för att göra färger. Med vidare arbete kan metoden som utvecklats vid Aalto-universitetet förebåda en ny displayteknik.

Tekniken använder guld nanocylindrar suspenderade i en gel. Gelen överför bara vissa färger när den lyser av polariserat ljus, och färgen beror på orienteringen av guldnanocylindrarna. I en smart twist använde ett samarbete ledd av Anton Kuzyks och Juho Pokkis forskargrupper DNA-molekyler för att kontrollera orienteringen av guldnanocylindrar i gelén.

"DNA är inte bara en informationsbärare - det kan också vara en byggsten. Vi designade DNA-molekylerna för att ha en viss smälttemperatur, så att vi i princip skulle kunna programmera materialet", säger Aalto doktorand Joonas Ryssy, studiens huvudförfattare . När gelén värms förbi smälttemperaturen lossar DNA-molekylerna sitt grepp och guldnanocylindrarna ändrar orientering. När temperaturen sjunker drar de ihop sig igen och nanopartiklarna går tillbaka till sin ursprungliga position.

Teamet testade flera anpassade DNA-molekyler med olika smälttemperaturer för att hitta det bästa svaret. Med nuvarande system kan tekniken producera rött och grönt ljus. När ytterligare arbete gör överföring av blått ljus möjligt, kan detta tillvägagångssätt användas för att generera vilken färg som helst genom att blanda rött, grönt och blått.

"Hela konceptet - den underliggande filosofin bakom arbetet - är att använda enkla metoder, enkla material och enkla verktyg för att generera färger på ett dynamiskt och reversibelt sätt", säger Sesha Manuguri, postdoktor vid Aalto som ledde studien.

För Manuguri är en del av teknikens elegans att guldnanocylindrarna klarar båda de nödvändiga uppgifterna. "Guldnanoroderna blir varma när de är tända, värmer upp gelen, och de är också ansvariga för färgbildning. Så du behöver inte separata värmeelement", säger han.

Med vidareutveckling skulle detta tillvägagångssätt kunna användas för att producera färg i olika typer av displayer. Eftersom materialen alla är biokompatibla kan detta vara idealiskt för skärmar på bärbara sensorenheter, men tekniken kan också användas i skyltar eller andra skärmar.

"Vi har gjort den grundläggande vetenskapen för att föra samman dessa byggstenar på ett symbiotiskt sätt för att skapa något funktionellt. Nu är det upp till ingenjörer att utforska vilken typ av enheter som kan tillverkas", säger Manuguri.

Uppsatsen finns tillgänglig i Avancerade funktionella material . + Utforska vidare

Upprätthålla strukturen av guld och silver i legeringar