Pisikesed Maalid Tõmbavad Värvi Mikroskoopilistest Pragudest

Teadlased kasutavad plastikust kujutiste loomiseks "struktuurvärvi".

Aastatuhandeid on inimesed loonud kunsti pigmendipõhiste värvide, tintide ja värvainetega. Nüüd on teadlased valmistanud pisikesi plastmaale, mille värvid tulenevad hoopis mikroskoopiliste pinnaomaduste variatsioonidest.

Pigmendid on kemikaalid, mis neelavad teatud valguse lainepikkusi ja peegeldavad teisi, et tekitada konkreetseid värve. Kuid mõned materjalid, näiteks morfoliblikate sillerdavate siniste tiibade materjalid ja mõnede koolibri silmatorkavad suled, annavad värve, lähtudes nende pindade mikrostruktuuride suurusest ja vahekaugusest, mis mõjutavad erineva suurusega valguse lainepikkusi.

Paljud plastikud moodustavad stressi all olles väiksed praod, mida nimetatakse hulluks. Tavaliselt esinevad need luumurrud kogu materjalis juhuslikult. Kuid kõigepealt võib mõne plasti kokkupuude valgusvihuga neid valikuliselt nõrgendada kohtades, kus plastiku pingestumisel tekivad hullused. "Saate tegelikult kontrollida, kus praod tekivad," ütleb materjaliteadlane ja uuringu kaasautor Andrew Gibbons Kyoto ülikoolist Jaapanis. Sõltuvalt suurusest ja konfiguratsioonist toimivad need praod mikrostruktuuridena, mis annavad konkreetseid värve.

Gibbons ja tema kolleegid paistsid õhukestele plasttükkidele võimsaid LED-e ja uputasid need seejärel äädikhappesse, tekitades hullusi kohtades, mida valgus oli eelnevalt nõrgestanud. Need praod peegeldavad esialgu sama valguse lainepikkust, millele plastikust osa kokku puutus, selgub juunis ajakirjas Nature avaldatud uuringust.

Kui plastikut leotatakse kauem või kui see on kõrgete temperatuuride all, võivad praod laieneda, et kajastada pikemat lainepikkust. Iga valguse poolt tabatud piirkonna suurus ja plasti paksus mõjutavad ka seda, kui kaugele praod laienevad. Oma meetodi katsetamiseks valmistasid teadlased klassikaliste maalide miniatuursed renderdused ja isegi Queeni albumi kaane. (Väikseim oli 0,25 millimeetrit risti.)

"See on uuenduslik keerdkäik," ütleb polümeeriteadlane Christopher Soles Riiklikust Standardi- ja Tehnoloogiainstituudist, kes uuringus ei osalenud. "Tavaliselt on materjalide hullamine väga halb asi," märgib Soles, "kuid siin on hullused kasulikud." Ta oli üllatunud, et protsess toimis nii paljude eri liiki plastidega, sealhulgas toidupakendites kasutatava polüstüreeni, polükarbonaadi ja akrüülklaasiga, CD-karpide ja kuulikindla klaasiga.

Gibbons ütleb, et hullumeelsus võib potentsiaalselt luua vääringute või kõrgekvaliteediliste kaupade jaoks vastupidava plastkatte, et võltsinguid heidutada. Ja mikrostruktuurid võivad luua rohkem kui ilusaid pilte. Lõpuks loodab ta, et seda meetodit saab kasutada seadmete loomiseks, mis hoiavad mikroskoopilisi vedeliku koguseid meditsiinilise analüüsi jaoks.