Створено плівку, що міняє свій колір залежно від прикладеної до неї механічного напруги

Японський Національний інститут матеріалознавства (National Institute for Materials Science, NIMS) на торгово-промисловій виставці Nano Tech 2016, яка проходила в Токіо з 28 по 30 жовтня поточного року, продемонстрував зразки полімерної плівки, яка змінює свій колір.

Колір крила діамантового жука змінюється в залежності від того, під яким кутом на нього спрямоване світло або від кута спостереження. А от колір плівки з нового матеріалу суттєво змінюється у відповідності зі ступенем напруги, що генерується його вигином або розтягуванням.

Плівка була розроблена Цутому Савада і Хіроші Фудоджи - співробітниками лабораторії передових фотонних матеріалів відділу передових ключових технологій зазначеного інституту (Advanced Photonic Materials Unit, Advanced Key Technology Division, NIMS). Вони розсіяли наночастинки колоїдного розчину розмірами, порівнянними з розмірами відбиваного світла над поверхнею плівки. Періодично розташовані таким чином частинки перетворилися разом з первинним матеріалом у свого роду кристал. Як результат, вбудовані наночастинки відображають лише світло в певному діапазоні хвиль. Кольори, створені такими факторами, називають структурним забарвленням. Крила діамантового жука і деяких видів метеликів мають аналогічний мерехтливий колір.

За даними Японського Національного інституту матеріалознавства (ЯНІМ), таке відбиття світла може бути пояснено як класичне бреггівське відображення першого порядку, і , по сучасній теорії, як результат забороненої зони фотонного кристалу. У ЯНІМ цю плівку назвали “пружно деформованим колоїдним кристалом”.

Колір плівки може бути змінений в результаті механічної напруги, наприклад, при розтягуванні плівки відстань між наночастинками по глибині змінюється.

У ЯНІМ вважають, що плівка може бути використана при виготовленні іграшок для дітей, різних прикрас, в датчиках зусилля і механічних напружень з використанням оптичного контролю, оптичних фільтрів, в спектроскопії і т. д.

Що стосується першого напрямку застосування, то структурний колір плівки не вимагає фарб з використанням органічного розчинника, який шкідливий для людини і навколишнього середовища. Таким чином, плівка володіє високою екологічною безпекою, а також не може бути знебарвлена.

Згідно з другим напрямом плівка може бути використана при контролі за інфраструктурними об’єктами, наприклад, за опорами мостів. Зміни напружень в об’єкті, викликані тріщинами, деформацією конструкції і т. д., можна представити у вигляді зміни кольору плівки, прикріпленій на ній, і, відповідно, вести моніторинг в режимі реального часу або використовувати її при періодичних перевірках.

Третій напрямок застосування плівки включає лінзи окулярів, які запобігають попаданню променя лазерного скальпеля в око. А прикладом четвертого варіанта застосування є спектроскопія, де зміна ступеня напруження дозволяє вибрати довжину хвилі світла.

В компанії ПромТрейд ви можете замовити екструдер для виготовлення плівки, машини для виробництва пакетів, флексографічне і інше промислове обладнання.