Forskere opdager ny optisk sanseteknologi

Forskere ved Northumbria University har udviklet en ny optisk sanseteknologi, der kan oplyse områder af et objekt eller materiale ved at skabe mikroskopiske rynker og folder inden for dens overflade.

Inspireret af den måde, hvorpå det ydre lag af planter og dyr kan ændre farve i naturen, forskere har kombineret deres ekspertise inden for fysik og kemi for at skabe den nye teknologi. Det kunne have en række praktiske anvendelser, herunder inden for fleksible bærbare enheder, elektronik, og i 3D-udskrivning. Undersøgelsen blev udført af Dr. Ben Bin Xu, Dr. Yifan Li og Dr. Valery Kozhevnikov, fra Northumbria University, støttet af EPSRC og Royal Society Kan Tong Po International Fellowship 2019.

Der er to specifikke elementer i forskningen. Den første var oprettelsen af ​​en tynd 'film' eller materiale, som, når det stimuleres med et mekanisk eller elektronisk signal, resulterer i, at der dannes mikroskopiske folder på overfladen, normalt for lille til at blive set med det blotte øje. Det andet element var oprettelsen af ​​en kemisk 'maling', der påføres materialet. Når folderne er skabt i overfladen, den resulterende ændring i iltniveauer i 'malingen' fører til en kemisk reaktion. Dette skaber en selvlysende effekt, får overfladen af ​​materialet til at se ud til at 'lyse' i det område, hvor folden er sket.

Dr. Xu, en lektor i maskinteknik, der ledede projektet, sagde:"Rynker og folder er normalt uønskede i ingeniørmæssige henseender. Tilsvarende en iltdæmpende effekt er ikke populær inden for fluorescensvidenskab. Imidlertid, gennem mikroteknik, der skete magi, og to uønskede fænomener blev forvandlet til en lydhør og programmerbar 'fold til glitter' -funktion. "

Når den udsættes for mekaniske stimuli, elastomere materialer som dem, der er skabt af Northumbria University -forskere, kan undergå overfladeændringer, såsom rynker og revner. Dette kan bruges til at skabe omskiftelige optiske funktioner og strukturelle farver med dynamiske selvlysende mønstre. Fænomenet elastisk rynke og foldning findes bredt i naturen, og der har været meget forskning fra akademikere for at forstå den matematiske og fysiske videnskab bag disse ændringer og for at undersøge, hvordan dette kunne bruges til innovative tekniske løsninger.

Forskningspapiret med resultaterne er blevet offentliggjort i videnskabeligt tidsskrift Naturkommunikation og det er håbet, at denne nyeste forskning vil skabe nye muligheder for at designe den næste generation af fleksible/bærbare enheder.