Forskere finder en måde at udvinde farve fra sort

Forskere har udviklet en måde at udvinde en rigere palet af farver fra det tilgængelige spektrum ved at udnytte uordnede mønstre inspireret af naturen, der typisk vil blive set som sorte.

Farver, som vi ser i naturen, kommer ofte fra mønstre i nanoskala, der reflekterer lys tilbage på bestemte måder. En sommerfugls vinge, for eksempel, kan se blå ud, fordi små riller i overfladen af ​​vingen får kun blåt lys til at blive reflekteret.

Når overflader ser sorte eller hvide ud, imidlertid, det er ofte fordi strukturerne på nanoskalaen er fuldstændig uordnede, får alt lys til at blive enten absorberet eller reflekteret.

Et team af forskere ledet af University of Birmingham har nu fundet en måde at kontrollere den måde, lyset passerer gennem disse uordnede overflader for at producere levende farver.

Holdet, som omfatter kolleger fra Ludwig Maximilian Universitetet i München, Tyskland, og Nanjing University i Kina, har sammenlignet metoden med teknikker, som kunstnere har udnyttet i århundreder. Blandt de mest berømte eksempler på dette er den romerske Lycurgus kop fra det fjerde århundrede, lavet af glas, der ser grønt ud, når lyset skinner på det forfra, men rød, når lyset skinner igennem den bagfra.

I et moderne fremskridt, forskerholdet demonstrerede en måde at fint kontrollere denne effekt for at producere ekstraordinært præcis farvegengivelse.

De forskellige farver i billedet er repræsenteret i forskellige tykkelser af et gennemsigtigt materiale - såsom glas - på en litografisk plade. Oven i købet, forskerne deponerede det uordnede lag - i dette tilfælde lavet af tilfældige klynger af guldnanopartikler. Endelig, under dette lag, holdet placerede et spejl for at danne et gennemsigtigt hulrum. Hulrummet er i stand til at fange partikler af lys, eller fotoner, inde. Fotonerne opfører sig som bølger inde i hulrummet, resonerer ved forskellige frekvenser under den litografiske overflade og frigiver forskellige farver i henhold til længden af ​​hver bølge.

Ved at bruge denne teknik, holdet var i stand til at gengive et kinesisk vandfarvemaleri med udsøgt farvenøjagtighed.

ledende forsker, Professor Shuang Zhang, forklarer:"De forskellige måder, hvorpå naturen kan producere farver, er virkelig fascinerende. Hvis vi kan udnytte dem effektivt, vi kan åbne et skattekammer af rigere, mere levende farver, end vi endnu har set."

Medforfatter Dr. Changxu Liu tilføjer:"I fysik, vi er vant til at tro, at tilfældighed i nanofabrikation er dårligt, men her viser vi, at tilfældighed kan føre til at være overlegen i forhold til en ordnet struktur i nogle specifikke applikationer. Også, lysintensiteten inden for de tilfældige strukturer, som vi producerede, er virkelig stærk - vi kan bruge det i andre områder af fysikken, såsom nye former for sanseteknologier."