Smart væske bliver mørk i varmen

En smart væske, der mørkner dramatisk som reaktion på stigende temperatur, er blevet udviklet af forskere hos A*STAR. Den nanotrådbaserede termokrome væskes indstillelige farveskiftende adfærd blev bibeholdt selv efter hundredvis af varme-afkølingscyklusser. Denne væske kan have applikationer lige fra smarte vinduer til papirbaserede temperatursensorer, siger forskerne.

Tidligere termokrome væsker har normalt været baseret på organiske farvestoffer eller flydende krystaller. Selvom det er egnet til produktion i industriel skala, organiske farvestoffer har en tendens til at nedbrydes ved eksponering for lys, mens flydende krystaller kræver indkapsling for at undgå nedbrydning i luft. En termokrom væske, der overvinder disse begrænsninger, er blevet opdaget af Wen-Ya Wu og hendes kolleger fra A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, i samarbejde med forskere ved National University of Singapore.

Wu's forskning er fokuseret på halvleder -nanokrystaller, som danner en kolloid suspension i visse opløsningsmidler, og som er kendt for deres brede lysabsorption og høje fotostabilitet. "Mens man udforsker syntesen af ​​kolloid antimon selenid (Sb2Se3) nanopartikler, vi opdagede uden tvivl, at de dannede krystallinske nanotråde ved opvarmning og opløst i deres molekylære forstadier ved afkøling, i en bestemt blanding af opløsningsmidler, " siger Wu.

Takket være deres brede lysabsorberende adfærd, et hætteglas med Sb ₂ Se ₃ nanotråde dannet ved opvarmning kan virke meget mørke. Men en opløsning af deres molekylære forstadier, som nanotrådene vender tilbage til ved afkøling, er relativt gennemsigtige. "Dette fænomen dannede grundlaget for at udvikle disse materialer som væskebaseret termokromik, " siger Wu.

Teamet viste, at den termokromiske væskes farveændrende adfærd er langvarig og robust. En opløsning af de molekylære prækursorer var stabil selv efter to år under omgivende forhold, og kunne opvarmes og afkøles hundredvis af gange uden tab af ydeevne. En yderligere fordel var, at farveændringsovergangstemperaturen kunne indstilles til at være et sted mellem 35 og 140 grader Celsius ved blot at tilsætte en lille mængde tinchlorid til blandingen. Tinnearterne interagerer med selenforløberen, reduktion af temperaturen for vækst af nanotråde.

Da forskerne coated deres termokrome opløsning på filterpapir, de viste, at det kunne skelne mellem køligere og varmere områder af en uregelmæssigt opvarmet overflade. "Vores væskebaserede termokromiske system tillader potentielt belægning på en lang række forskellige overflader, "Siger Wu. En mulig vej er selvregulerende vinduer, der mørkner på varme dage.

Holdet planlægger derefter at bruge transmissionselektronmikroskopi til at studere mekanismen for reversibel nanotrådvækst, for at hjælpe med det rationelle design af nye kolloide termokromiske nanomaterialer.