Biomimetiske dobbeltfarvede kupler, der kan programmeres til kryptering

Mange organismer i naturen har udviklet pletter med to strukturelle farver på deres kroppe, som Papilio Palinurus sommerfuglen. Den grønne farve på vingerne stammer fra de turkis-gule dobbeltfarvede pletter.

Efterligning af sådanne tofarvede pletter - som er relateret til camouflage, levering af beskeder og termoregulering hos disse arter - har inspireret design af funktionelle materialer i mange industrielle områder. Konstruktionen af ​​dobbeltfarvede spots lider dog af komplicerede processer, dyrt udstyr samt flere foruddesignede byggeklodser.

For nylig lavede en gruppe forskere et vigtigt gennembrud i fremstillingen af ​​dobbeltfarvede kupler. Holdet blev ledet af professor Anderson Shum fra Department of Mechanical Engineering ved University of Hong Kong (HKU) og deres samarbejdspartnere, professor Yanlin Song og lektor Huizeng Li, fra laboratoriet for Green Printing i Institute of Chemistry, kinesisk Videnskabernes Akademi. De har foreslået en innovativ strategi til selv at samle forskellige nanostrukturer i en one-pot-metode ved hjælp af én type byggeklods. Værket er blevet udgivet i Nano Letters .

Professor Shums team fandt ud af, at fordampningen af ​​en dråbe i et vandigt tofasesystem (ATPS) kunne udløse væske-væskefaseseparationen til at danne to adskilte membranløse kompartmentalisering, der forbindes med uensartet opdeling af opløste stoffer i forskellige faser.

Ved at drage fordel af opdelingen af ​​opløste stoffer i faseseparerede ATPS-dråber og den indre dråbestrøm, der er forbundet med tørringsprocessen, fandt holdet, at mono-størrelse nanopartikler ville være uensartet fordelt i to faser og selv samle til fotoniske krystaller med to forskellige farver. Den resulterende farve er meget programmerbar ved at regulere koncentrationen af ​​kolloiderne. Aktiveret af den programmerbare binære farveinformation, blev kryptering med en stor mængde indhold designet af forskerne, hvilket indikerer den potentielle anvendelse af dobbeltfarvede domer i beskedkryptering, lagring og levering.

Betydningen af ​​dette arbejde er ikke begrænset til konstruktionen af ​​dobbeltfarvede kupler. Værket giver en ny tilgang til at konstruere inhomogene nanostrukturer. Det er også vigtigt for at forstå de fysiske principper, der ligger til grund for processen med uensartet selvsamling, hvilket ville drive inspiration til den spontane konstruktion af sofistikerede inhomogene nanostrukturer. + Udforsk yderligere

Aquabots:Ultrabløde flydende robotter til biomedicinske og miljømæssige applikationer