Fleksibel og omkostningseffektiv fremstilling af naturinspirerede strukturelle farver

I hele naturen, farver stammer generelt fra to kilder:pigmentfarver og strukturelle farver. Til applikationsformål, pigmenter eller farvestoffer, der absorberer lys, anses for at være den traditionelle metode til at farve materialer på grund af deres lette brug. På trods af deres styrker, der er negative aspekter ved pigmentfarver såsom potentiale for miljøskader under fremstillingsprocessen og fotokemisk nedbrydning, som resulterer i falmning af den originale farve.

Strukturelle farver, på den anden side, producere farve gennem nanostrukturer, der reflekterer eller spreder lys. Fuglefjer og sommerfugles skæl er to af de mange eksempler på strukturelle farver i naturen. Desuden. deres strukturelle afstande tillader produktion af mere tydelige farver, end det er muligt gennem pigmenter. Imidlertid, på trods af de mange fordele ved strukturelle farver i forskellige applikationer, høje fabrikationsomkostninger og manglende evne til at ændre en strukturel farve, når den først er blevet anvendt, har reduceret udbredt implementering.

Forskning udført af Geunbae Lim, en professor ved Institut for Maskinteknik ved Pohang University of Science and Technology (POSTECH), i samarbejde med Taechang An, en professor ved Institut for Mekanisk Design Engineering ved Andong National University, har med succes udviklet en ny og omkostningseffektiv metode til at opnå biomimetiske strukturelle farver med evnen til at finjustere de færdige strukturer. Denne præstation er blevet offentliggjort i den verdenskendte ACS anvendte materialer og grænseflader .

Teamet brugte kvasi-ordnet spredning-fænomenet, hvor en konstruktivt reflekteret bølgelængde observeres, når nanostrukturer med samme størrelse fordeles ensartet over et bestrålet område-gennem ZnO-nanostrukturfabrikation. Ved succesfuldt at syntetisere ZnO til ønskede former gennem selektiv vækst og ætsning, holdet opdagede teknikken til storstilet og fleksibel fremstilling af strukturelle farver. Synteseprocessen og de resulterende nanostrukturer kan finjusteres ved at kontrollere tiden og reagenskoncentrationen, og desuden, maskeringsteknikker giver mulighed for påføring af forskellige strukturelle farver på den samme overflade.

Lim bemærkede, at denne forskning er bemærkelsesværdig, fordi den foreslåede metode har overvundet eksisterende begrænsninger og forventes at være anvendelig på mange områder, herunder den miljøvenlige fremstilling af mikroelektroder, sensorer, og anti-manipulationsmærker.