Ispirato ai colori lampeggianti del pesce tetra neon, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica per cambiare il colore di un materiale manipolando l'orientamento delle colonne nanostrutturate nel materiale.

"I neon tetra possono controllare le loro strisce dai colori vivaci cambiando l'angolo delle minuscole piastrine nella loro pelle, "dice Chih-Hao Chang, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la North Carolina State University e corrispondente autore di un articolo sul lavoro.

"Per questo studio proof-of-concept, abbiamo creato un materiale che dimostra una capacità simile, "dice Zhiren Luo, un dottorato di ricerca studente presso NC State e primo autore del documento. "In particolare, abbiamo dimostrato che possiamo cambiare il colore del materiale usando un campo magnetico per cambiare l'orientamento di una serie di nanocolonne".

Il materiale che cambia colore ha quattro strati. Un substrato di silicio è rivestito con un polimero che è stato incorporato con nanoparticelle di ossido di ferro. Il polimero incorpora una serie regolare di piedistalli larghi micron, rendendo lo strato polimerico simile a un mattoncino LEGO. Lo strato intermedio è una soluzione acquosa contenente nanoparticelle di ossido di ferro fluttuanti. Questa soluzione è tenuta in posizione da una copertura in polimero trasparente.

Quando viene applicato un campo magnetico verticale sotto il substrato, trascina le nanoparticelle galleggianti in colonne, allineati sui piedistalli. Modificando l'orientamento del campo magnetico, i ricercatori possono modificare l'orientamento delle colonne di nanoparticelle. Cambiando l'angolo delle colonne si sposta la lunghezza d'onda della luce che è più fortemente riflessa dal materiale; in termini pratici, il materiale cambia colore.

"Per esempio, siamo stati in grado di cambiare il colore percepito del materiale dal verde scuro al giallo neon, " dice Luo.

"È possibile modificare il colore della linea di base del materiale controllando l'array dei piedistalli sul substrato polimerico, " Chang dice. "I prossimi passi per noi includono la messa a punto della geometria degli array di colonne per migliorare la purezza dei colori. Stiamo anche pianificando di lavorare allo sviluppo di elettromagneti integrati che consentano cambi di colore più programmabili".

I ricercatori stanno lavorando per sviluppare applicazioni che vanno dai display riflettenti al camuffamento dinamico.

La carta, "Iridescenza dinamica ad attivazione magnetica ispirata al Neon Tetra, " è pubblicato sulla rivista ACS Nano .