Sfruttando la separazione di fase indotta dall'evaporazione dell'ATPS, le cupole biomimetiche a doppio colore sono fabbricate asciugando una gocciolina di ATPS che contiene nanoparticelle di dimensioni mono. Credito:Università di Hong Kong
Molti organismi in natura hanno sviluppato macchie con due colori strutturali sui loro corpi, come la farfalla Papilio Palinurus. Il colore verde delle sue ali deriva dalle macchie di doppio colore giallo-turchese.
L'imitazione di tali macchie a doppio colore, che sono legate al camuffamento, alla consegna dei messaggi e alla termoregolazione in queste specie, ha ispirato la progettazione di materiali funzionali in molte aree industriali. Tuttavia, la costruzione delle macchie a doppio colore è soggetta a processi complicati, apparecchiature costose e numerosi elementi costitutivi predefiniti.
Di recente, un gruppo di ricercatori ha fatto un importante passo avanti nella fabbricazione di cupole a due colori. Il team era guidato dal Professor Anderson Shum del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università di Hong Kong (HKU) e dai loro collaboratori, il Professor Yanlin Song e il Professore Associato Huizeng Li, del laboratorio della Green Printing dell'Institute of Chemistry, Chinese Accademia delle Scienze. Hanno proposto una strategia innovativa per autoassemblare diverse nanostrutture in un metodo one-pot utilizzando un tipo di elementi costitutivi. Il lavoro è stato pubblicato in Nano Letters .
Il team del professor Shum ha scoperto che l'evaporazione di una gocciolina di un sistema acquoso a due fasi (ATPS) potrebbe innescare la separazione della fase liquido-liquido per formare due compartimentalizzazioni separate senza membrana, associandosi alla partizione non uniforme dei soluti in fasi diverse.
Sfruttando la ripartizione dei soluti nelle goccioline di ATPS separate in fase e il flusso interno delle goccioline associato al processo di essiccazione, il team ha scoperto che le nanoparticelle di dimensioni mono sarebbero distribuite in modo non uniforme in due fasi e si autoassemblano in cristalli fotonici con due colori differenti. Il colore risultante è altamente programmabile regolando la concentrazione dei colloidi. Grazie alle informazioni binarie sul colore programmabili, i ricercatori hanno progettato la crittografia con un volume elevato di contenuti, indicando la potenziale applicazione delle cupole a doppio colore nella crittografia, nell'archiviazione e nella consegna dei messaggi.
Il significato di questo lavoro non si limita alla costruzione di cupole bicolore. Il lavoro fornisce un nuovo approccio alla costruzione di nanostrutture disomogenee. È anche importante per comprendere i principi fisici alla base del processo di autoassemblaggio non uniforme, che guiderebbe l'ispirazione per la costruzione spontanea di sofisticate nanostrutture disomogenee. + Esplora ulteriormente
