فيديو: اللوحات الصغيرة ترسم اللون من شقوق مجهرية
2023 مؤلف: Peter Bradberry | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-21 22:31
يستخدم العلماء "اللون الهيكلي" لإنشاء صور من البلاستيك.
لآلاف السنين ، ابتكر البشر فنًا باستخدام الدهانات والأحبار والأصباغ القائمة على الأصباغ. أنتج الباحثون الآن لوحات بلاستيكية صغيرة تأتي ألوانها من الاختلافات في ميزات السطح المجهرية بدلاً من ذلك.
الأصباغ هي مواد كيميائية تمتص أطوال موجات ضوئية معينة وتعكس الأخرى لإنتاج ألوان معينة. لكن بعض المواد - مثل تلك الموجودة على الأجنحة الزرقاء القزحية لفراشات المورفو والريش المذهل لبعض الطيور الطنانة - تنتج ألوانًا بناءً على حجم وتباعد الهياكل الدقيقة على أسطحها ، والتي تتفاعل مع أطوال موجات ضوئية مختلفة الأحجام.
تشكل العديد من المواد البلاستيكية شقوقًا صغيرة ، تسمى الجنون ، عند تعرضها للإجهاد. عادةً ما تحدث هذه الكسور بشكل عشوائي في جميع أنحاء المادة. لكن تعريض بعض البلاستيك لأشعة الضوء أولاً يمكن أن يضعفها بشكل انتقائي في الأماكن ، حيث تظهر الجنون عند الضغط على البلاستيك. يقول عالم المواد والمؤلف المشارك في الدراسة أندرو جيبونز من جامعة كيوتو في اليابان: "يمكنك في الواقع التحكم في مكان تشكل الشقوق". اعتمادًا على الحجم والتكوين ، تعمل هذه الشقوق كبنى دقيقة تنتج ألوانًا محددة.
ألقى جيبونز وزملاؤه مصابيح LED قوية على قطع رقيقة من البلاستيك ثم غمروها في حمض الأسيتيك ، مما أدى إلى جنون في الأماكن التي أضعفها الضوء مسبقًا. تعكس هذه الشقوق في البداية نفس الطول الموجي للضوء الذي تعرض له قسم البلاستيك ، وفقًا للدراسة التي نُشرت في يونيو في مجلة Nature.
إذا تم نقع البلاستيك لفترة أطول أو تعرض لدرجات حرارة عالية ، يمكن أن تتمدد الشقوق لتعكس أطوال موجية أطول. يؤثر حجم كل منطقة تتعرض للضوء وسماكة البلاستيك أيضًا على مدى توسع الشقوق. لاختبار طريقتهم ، أنتج الباحثون عروض مصغرة للرسومات الكلاسيكية وحتى غلاف ألبوم كوين. (الأصغر كان قطره 0.25 ملم).
يقول عالم البوليمرات كريستوفر سولز من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، والذي لم يشارك في الدراسة: "إنه تطور مبتكر". يلاحظ نولز: "عادةً ما يكون الهوس بالمواد أمرًا سيئًا للغاية ، ولكن هنا يكون الجنون مفيدًا." لقد فوجئ بأن العملية تعمل مع العديد من أنواع البلاستيك المختلفة ، بما في ذلك البوليسترين والبولي كربونات والزجاج الأكريليكي المستخدم في حاويات الطعام وحاويات الأقراص المدمجة والزجاج المضاد للرصاص على التوالي.
يقول جيبونز إن الجنون يمكن أن يخلق طلاءًا بلاستيكيًا متينًا للعملة أو البضائع عالية الجودة لتثبيط المزيفين. ويمكن أن تنتج البنى المجهرية أكثر من مجرد صور جميلة. في النهاية يأمل أن يتم استخدام هذه التقنية لإنشاء أجهزة تخزن كميات مجهرية من السائل للتحليل الطبي.