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实时彩色显示纳米结构技术的突破

本站发布时间:2024-03-12 14:34:38

UNIST能源与化学工程学院的Kang Hee Ku教授和她的团队开发了一种技术,可以通过纳米结构的变化实时显示颜色和形状。这项技术有可能彻底改变各个领域,包括智能聚合物颗粒

利用嵌段共聚物,研究团队实现了光子晶体结构的大规模自组装,模仿了在蝴蝶翅膀和鸟类羽毛中观察到的自然现象。通过反映纳米结构的形状和方向,这项技术可以实时显示鲜艳的颜色和复杂的图案。这篇论文发表在《ACS Nano》杂志上

嵌段共聚物由两种或多种共价键合成嵌段形状的不同单体组成,被战略性地用于使用非混合液滴诱导相分离。顾教授强调了这一成果的重要性,他说:“我们通过嵌段共聚物的自主组织,成功地产生了数百种完美的光子晶体结构,消除了外部操作的需要。”,这项尖端技术利用内部纳米结构创造出生动、持久和可持续的颜色。此外,其在显示技术中的增强适用性通过其有效地形成大面积图案的能力而显而易见

关键创新在于使用了一种聚合物,该聚合物可以根据外部环境的变化动态调整颗粒内微观结构的大小。通过利用聚苯乙烯-聚乙烯吡啶(PS-b-P2VP)嵌段共聚物的独特性能,可以定制颗粒的结构、形状和颜色,在环境变化的情况下恢复到其原始状态

对结构变化的实时监测显示,微纳米结构的尺寸和颜色适应酒精浓度或pH值的波动。值得注意的是,通过这项技术产生的颗粒呈现出创新的“冰淇淋锥”形状结构,将固体和液体的各个方面结合起来,以可视化流体振动,并根据外部刺激动态改变形状和颜色

顾教授说:“这项研究为创建自组装光学粒子打开了大门,简化了通常与胶体晶体结构和图案形成相关的复杂工艺条件。该技术在各个行业的智能涂料和聚合物粒子中的实际应用已被设想。”

More information: Juyoung Lee et al, Dynamic Photonic Janus Colloids with Axially Stacked Structural Layers, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c00230

Provided by Ulsan National Institute of Science and Technology

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