Una tecnologia che consente la visualizzazione in tempo reale di colori e forme attraverso i cambiamenti nelle nanostrutture è stata sviluppata dalla professoressa Kang Hee Ku e dal suo team della Scuola di ingegneria energetica e chimica dell'UNIST. La tecnologia ha il potenziale per rivoluzionare vari campi, comprese le particelle polimeriche intelligenti.
Utilizzando copolimeri a blocchi, il gruppo di ricerca è riuscito ad autoassemblare strutture di cristalli fotonici su larga scala, imitando i fenomeni naturali osservati nelle ali delle farfalle e nelle piume degli uccelli. Riflettendo la forma e la direzione delle nanostrutture, questa tecnologia consente la visualizzazione di colori vivaci e motivi complessi in tempo reale. L'articolo è pubblicato sulla rivista ACS Nano .
I copolimeri a blocchi, composti da due o più monomeri diversi legati covalentemente a forma di blocco, sono stati strategicamente impiegati per indurre la separazione di fase utilizzando una gocciolina di liquido non miscelabile. Il professor Ku ha sottolineato l'importanza di questo risultato, affermando:"Abbiamo generato con successo centinaia di strutture cristalline fotoniche impeccabili attraverso l'organizzazione autonoma di copolimeri a blocchi, eliminando la necessità di manipolazione esterna."
Distinguendosi dai metodi convenzionali, questa tecnologia all'avanguardia sfrutta le nanostrutture interne per creare colori vividi, duraturi e sostenibili. Inoltre, la sua maggiore applicabilità nella tecnologia di visualizzazione è evidente attraverso la sua capacità di modellare aree di grandi dimensioni in modo efficiente.
L’innovazione chiave risiede nell’uso di un polimero in grado di regolare dinamicamente la dimensione delle microstrutture all’interno delle particelle in risposta ai cambiamenti nell’ambiente esterno. Sfruttando le proprietà uniche dei copolimeri a blocchi di polistirene-polivinilpiridina (PS-b-P2VP), la struttura, la forma e il colore delle particelle possono essere personalizzati, ritornando al loro stato originale nonostante le variazioni ambientali.
Il monitoraggio in tempo reale dei cambiamenti strutturali ha rivelato che la dimensione e il colore delle micro-nanostrutture si adattano alle fluttuazioni della concentrazione di alcol o del valore del pH. In particolare, le particelle prodotte attraverso questa tecnologia presentano un'innovativa struttura a forma di "cono gelato", che combina aspetti di solidi e liquidi per visualizzare vibrazioni fluide e alterare dinamicamente forma e colore in risposta a stimoli esterni.
Il professor Ku ha dichiarato:“Questo studio apre le porte alla creazione di particelle ottiche autoassemblanti, semplificando le complesse condizioni di processo tipicamente associate alla struttura dei cristalli colloidali e alla formazione di modelli. Sono previste applicazioni pratiche della tecnologia nelle vernici intelligenti e nelle particelle polimeriche in vari settori. "
Ulteriori informazioni: Juyoung Lee et al, Colloidi Janus fotonici dinamici con strati strutturali impilati assialmente, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.4c00230
Fornito da Ulsan National Institute of Science and Technology
