Το φίλτρο του ουράνιου τόξου
Μια σχετικά απλή και φτηνή τεχνική που παρουσίασαν Αμερικανοί ερευνητές επιτρέπει την παραγωγή ενός πολυμερούς υλικού με ασυνήθιστες ιδιότητες: έχει όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου, καθώς ανακλά πολλά μήκη κύματος φωτός ακόμα κι αν κανείς το κοιτάζει από μια σταθερή οπτική γωνία.
To ενδιαφέρον είναι ότι τα χρώματα του νέου υλικού δεν προέρχονται από χρωστικές ουσίες, αλλά από την ίδια τη γεωμετρία του υλικού σε μικροσκοπικό επίπεδο. Στο ίδιο φαινόμενο οφείλονται εξάλλου τα χρώματα στα φτερά της πεταλούδας και του παγονιού.
Το νέο υλικό είναι πάντως διαφορετικό από τα ιριδίζοντα υλικά, τα οποία μοιάζουν να αλλάζουν χρώμα ανάλογα με τη γωνία υπό την οποία τα κοιτάζει ο παρατηρητής.
Το πολυμερές του ουράνιου τόξου, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Advanced Materials, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως φίλτρο για φορητές απεικονιστικές συσκευές που καλύπτουν ένα μεγάλο μέρος του οπτικού φάσματος.
Τα φίλτρα αυτά «θα μπορούσαν αξιοποιηθούν σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, όπως η αντιστοίχιση των χρωμάτων στις βαφές τοίχου και η βιοϊατρική απεικόνιση, συμπεριλαμβανομένης της ανάλυσης χρωμάτων σε ιατρικές εικόνες για τη διάγνωση ασθενειών» λέει ο Αλεξάντερ Κάρτραϊτ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο.
Για να δημιουργήσουν το πολυμερές του ουράνιου τόξου, οι ερευνητές τοποθέτησαν ανάμεσα σε δύο πλάκες γυαλιού ένα διάλυμα μονομερών μορίων, τα οποία αλλάζουν φυσικές ιδιότητες όταν εκτεθούν στο φως.
Στη συνέχεια, μια δέσμη λέιζερ φώτισε τις γυάλινες πλάκες περνώντας πρώτα μέσα από έναν κυρτό φακό, ο οποίος χώρισε τη δέσμη σε ένα συνεχές εύρος από διάφορα μήκη κύματος, δημιουργώντας εάν είδος ουράνιου τόξου.
Όταν εκτέθηκαν σε αυτό το φως, τα μονομερή άρχισαν να ενώνονται και να σχηματίζουν πολυμερή μόρια, τα οποία σχημάτισαν ένα περιοδικό μοτίβο από ραβδώσεις.
Η δομή που προκύπτει τελικά ανακλά ένα συνεχές φάσμα χρωμάτων, από το κόκκινο μέχρι το βιολετί, και φαίνεται να έχει όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου αν εκτεθεί στο λευκό φως (αν όμως εκτεθεί σε κόκκινο φως φαίνεται κόκκινο κι αν φωτιστεί με μπλε φως φαίνεται μόνο μπλε).
Το πρωτότυπο του χρωματιστού φίλτρου έχει μήκος μόλις 25 χιλιοστά, οι ερευνητές όμως πιστεύει ότι είναι η δυνατή η παραγωγή πολύ μεγαλύτερων επιφανειών.
Είναι μάλιστα τόσο αισιόδοξοι για τις εμπορικές εφαρμογές της τεχνικής τους ώστε έσπευσαν να καταθέσουν αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Πηγή
Το πρωτότυπο του φίλτρου έχει μήκος 25 χιλιοστά. Στις ένθετες εικόνες, η δομή του όπως φαίνεται στο μικροσκόπιο
Μια σχετικά απλή και φτηνή τεχνική που παρουσίασαν Αμερικανοί ερευνητές επιτρέπει την παραγωγή ενός πολυμερούς υλικού με ασυνήθιστες ιδιότητες: έχει όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου, καθώς ανακλά πολλά μήκη κύματος φωτός ακόμα κι αν κανείς το κοιτάζει από μια σταθερή οπτική γωνία.
To ενδιαφέρον είναι ότι τα χρώματα του νέου υλικού δεν προέρχονται από χρωστικές ουσίες, αλλά από την ίδια τη γεωμετρία του υλικού σε μικροσκοπικό επίπεδο. Στο ίδιο φαινόμενο οφείλονται εξάλλου τα χρώματα στα φτερά της πεταλούδας και του παγονιού.
Το νέο υλικό είναι πάντως διαφορετικό από τα ιριδίζοντα υλικά, τα οποία μοιάζουν να αλλάζουν χρώμα ανάλογα με τη γωνία υπό την οποία τα κοιτάζει ο παρατηρητής.
Το πολυμερές του ουράνιου τόξου, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Advanced Materials, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως φίλτρο για φορητές απεικονιστικές συσκευές που καλύπτουν ένα μεγάλο μέρος του οπτικού φάσματος.
Τα φίλτρα αυτά «θα μπορούσαν αξιοποιηθούν σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, όπως η αντιστοίχιση των χρωμάτων στις βαφές τοίχου και η βιοϊατρική απεικόνιση, συμπεριλαμβανομένης της ανάλυσης χρωμάτων σε ιατρικές εικόνες για τη διάγνωση ασθενειών» λέει ο Αλεξάντερ Κάρτραϊτ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο.
Για να δημιουργήσουν το πολυμερές του ουράνιου τόξου, οι ερευνητές τοποθέτησαν ανάμεσα σε δύο πλάκες γυαλιού ένα διάλυμα μονομερών μορίων, τα οποία αλλάζουν φυσικές ιδιότητες όταν εκτεθούν στο φως.
Στη συνέχεια, μια δέσμη λέιζερ φώτισε τις γυάλινες πλάκες περνώντας πρώτα μέσα από έναν κυρτό φακό, ο οποίος χώρισε τη δέσμη σε ένα συνεχές εύρος από διάφορα μήκη κύματος, δημιουργώντας εάν είδος ουράνιου τόξου.
Όταν εκτέθηκαν σε αυτό το φως, τα μονομερή άρχισαν να ενώνονται και να σχηματίζουν πολυμερή μόρια, τα οποία σχημάτισαν ένα περιοδικό μοτίβο από ραβδώσεις.
Η δομή που προκύπτει τελικά ανακλά ένα συνεχές φάσμα χρωμάτων, από το κόκκινο μέχρι το βιολετί, και φαίνεται να έχει όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου αν εκτεθεί στο λευκό φως (αν όμως εκτεθεί σε κόκκινο φως φαίνεται κόκκινο κι αν φωτιστεί με μπλε φως φαίνεται μόνο μπλε).
Το πρωτότυπο του χρωματιστού φίλτρου έχει μήκος μόλις 25 χιλιοστά, οι ερευνητές όμως πιστεύει ότι είναι η δυνατή η παραγωγή πολύ μεγαλύτερων επιφανειών.
Είναι μάλιστα τόσο αισιόδοξοι για τις εμπορικές εφαρμογές της τεχνικής τους ώστε έσπευσαν να καταθέσουν αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Πηγή
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου