Il cambiamento di colore può influenzare la nostra percezione degli oggetti, essere utilizzato per metterci in guardia contro pericoli o pericoli, o aiuta a risparmiare energia. dottorato di ricerca Il candidato Weixin Zhang ha sviluppato rivestimenti organici "fotonici" che cambiano colore al variare della temperatura. Sono stati realizzati robusti rivestimenti intelligenti che possono essere facilmente lavorati e mostrano una rapida risposta che cambia colore ai cambiamenti di temperatura. Questi rivestimenti sono promettenti per una varietà di applicazioni come finestre "intelligenti" che regolano il calore o persino opere d'arte interattive. Zhang ha difeso questa tesi presso il dipartimento di Ingegneria Chimica e Chimica il 1 settembre.

Ispirazione camaleontica

I materiali adattivi che cambiano colore sono interessanti per il riconoscimento visivo, espressione di segnali, ed estetica. Un buon esempio dal mondo naturale dell'adattamento del colore può essere visto con il camaleonte, che è una specie che può cambiare il colore della pelle per mimetizzarsi e regolare la temperatura corporea.

Per le sue ricerche, Zhang si è ispirato al camaleonte per sviluppare rivestimenti sintetici che cambiano colore e che rispondono a diverse lunghezze d'onda. Il primo rivestimento è sensibile alla temperatura alle lunghezze d'onda visibili (tra 400 e 700 nm), mentre il secondo è un infrarosso (tra 700 e 2, rivestimento fotonico riflettente 500 nm).

Il rivestimento a infrarossi potrebbe essere utilizzato per regolare la riflessione della luce infrarossa in una finestra, che a sua volta può essere utilizzato per aiutare con la gestione del calore interno. In modo significativo, ciò può essere ottenuto senza influenzare la vista attraverso la finestra dato che i "colori strutturali" invisibili riflettono selettivamente le lunghezze d'onda dell'infrarosso.

Maggiori informazioni sui materiali fotonici

I rivestimenti di Zhang sono fondamentalmente basati su materiali fotonici, che hanno una nanostruttura periodica che facilita la riflessione di specifiche lunghezze d'onda della luce. Di conseguenza, la struttura sembrerà quindi avere il colore riflesso.

È importante sottolineare che i materiali fotonici presentano vantaggi chiave rispetto ai materiali che alterano il colore come i coloranti basati sull'assorbimento. Primo, il colore esibito da un materiale fotonico può essere regolato con precisione modificando la nanostruttura del materiale. Ciò può essere ottenuto con modifiche minime alla composizione chimica del materiale stesso e rende abbastanza facile sintonizzare il colore della nanostruttura su un'ampia gamma di lunghezze d'onda.

Secondo, dato che i materiali fotonici riflettono solo la luce a specifiche lunghezze d'onda, è possibile produrre materiali trasparenti alla luce visibile, ma rifletterà lunghezze d'onda più lunghe come la radiazione infrarossa.

Materiali di rivestimento

Nel corso della ricerca di Zhang, è stata fabbricata una varietà di rivestimenti fotonici adattativi sensibili alla temperatura. Sono stati sintetizzati polimeri a cristalli liquidi colesterici a base di silossani e quindi rivestiti su substrati utilizzando un semplice applicatore di pellicola. Le pellicole fotoniche risultanti mostrano risposte cromatiche rapide e completamente reversibili alle variazioni di temperatura ambientale. I rivestimenti possono essere scalati, che li rende interessanti per l'uso come indicatori di temperatura, opere d'arte interattive, e come finestre riflettenti selettive a infrarossi per case e altri edifici.