(a) Liquido termocromico reversibile (ATNW) riempito in una cuvetta di quarzo che cambia colore tra trasparente e marrone scuro opaco quando si applicano cicli di riscaldamento/raffreddamento. (b) transitorio, caratteri ben definiti prodotti da una "penna" a punta calda scrivendo su una carta da filtro standard impregnata di liquido termocromico. Credito:Wiley-VCH Verlag GmbH &Co. KGaA, Weinheim
I ricercatori di A*STAR hanno sviluppato un liquido intelligente che si scurisce drasticamente in risposta all'aumento della temperatura. Il comportamento variabile del colore del liquido termocromico basato su nanofili è stato mantenuto anche dopo centinaia di cicli caldo-freddo. Questo liquido potrebbe avere applicazioni che vanno dalle finestre intelligenti ai sensori di temperatura basati su carta, dicono i ricercatori.
I liquidi termocromici precedenti erano generalmente basati su coloranti organici o cristalli liquidi. Sebbene suscettibile di produzione su scala industriale, i coloranti organici tendono a degradarsi con l'esposizione alla luce, mentre i cristalli liquidi richiedono l'incapsulamento per evitare la degradazione nell'aria. Wen-Ya Wu e i suoi colleghi dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering hanno scoperto un liquido termocromico che supera questi limiti. in collaborazione con ricercatori della National University of Singapore.
La ricerca di Wu è focalizzata sui nanocristalli semiconduttori, che formano una sospensione colloidale in determinati solventi, e che sono noti per il loro ampio assorbimento della luce e l'elevata fotostabilità. "Durante l'esplorazione della sintesi di nanoparticelle di seleniuro di antimonio colloidale (Sb2Se3), abbiamo scoperto per caso che formavano nanofili cristallini dopo il riscaldamento e si dissolvevano nei loro precursori molecolari dopo il raffreddamento, in una certa miscela di solventi, " dice Wu.
Grazie al loro ampio comportamento di assorbimento della luce, una fiala di Sb 2 Vedi 3 i nanofili formati dal riscaldamento possono apparire molto scuri. Ma una soluzione dei loro precursori molecolari, a cui i nanofili ritornano dopo il raffreddamento, sono relativamente trasparenti. "Questo fenomeno ha costituito la base per lo sviluppo di questi materiali come termocromici a base liquida, " dice Wu.
Il team ha dimostrato che il comportamento che cambia colore del liquido termocromico è duraturo e robusto. Una soluzione dei precursori molecolari era stabile anche dopo due anni in condizioni ambientali, e potrebbe essere riscaldato e raffreddato centinaia di volte senza alcuna perdita di prestazioni. Un ulteriore vantaggio era che la temperatura di transizione del cambiamento di colore poteva essere regolata per essere compresa tra 35 e 140 gradi Celsius semplicemente aggiungendo una piccola quantità di cloruro di stagno alla miscela. Le specie dello stagno interagiscono con il precursore del selenio, riducendo la temperatura per la crescita dei nanofili.
Quando i ricercatori hanno rivestito la loro soluzione termocromica su carta da filtro, hanno mostrato che poteva distinguere tra regioni più fredde e più calde di una superficie riscaldata in modo irregolare. "Il nostro sistema termocromico a base liquida consente potenzialmente il rivestimento su un'ampia varietà di superfici, "Dice Wu. Una strada potenziale sono le finestre autoregolanti che si scuriscono nelle giornate calde.
Il team prevede di utilizzare la microscopia elettronica a trasmissione per studiare il meccanismo della crescita reversibile dei nanofili, per aiutare la progettazione razionale di nuovi termocromici nanomateriali colloidali.
