Engellerin geleceği: Araştırmacılar, baş ve ayak hayvanlarının renk değişim yeteneğini taklit etmeye çalışıyor
Baş ve ayağın derisi (ahtapot ve silah kalamar gibi dokunaçlı baş) vahşi doğada olağanüstü kamuflaj kabiliyeti gösterir. Ciltleri, çevresel ışıktaki değişiklikleri tespit edebilen ve pigment hücreleri aracılığıyla görsel etkilerini değiştirebilen pigment gruplarından oluşur. Pigment partikülleri radyal kasların etkisi altında katlanır veya genişletilir.
Bu olağanüstü doğal fenomen, Dr. Tang Jinyao'ya ve Hong Kong Üniversitesi Kimya Bölümü araştırma ekibine ilham verdi. Çin Bilim ve Teknolojisi'ndeki bilim adamları ve Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde bir bilim adamı ile işbirliği yaptılar, ışık kontrolü çok boyutlu aşamasının ayrılmasını destekleyen yenilikçi bir dalga boyu seçici akıllı kollajen sistemi geliştirdiler.
Ekip, karışık yeşil, kırmızı ve sarı boncuklarla dinamik bir fotosentez nano grup kümesi oluşturur ve makro ölçeğinde ışığa duyarlı renk değişikliği sağlar. Aktif mikro boncuk karışımında ışıkla indüklenen dikey faz tabakasına bu makro ışık bağımlılığı, olay spektrumuna karşılık gelen renkli bir mikrofinaj zengin koleksiyonuna yol açar.
Mevcut renk değişen malzemelerin aksine, bu yeni fotosentetik renk değişimi kollajen grubu, yeni saç renk grupları üretmek yerine mevcut pigmentleri yeniden düzenlemeye bağlıdır, bu nedenle daha güvenilir ve programlanabilir. Araştırma sonuçları, aktif malzeme alanında büyük bir atılım olan elektronik mürekkep, monitör ve aktif optik kamuflaj gibi uygulamalar için basit bir yöntem sunmaktadır. Araştırma sonuçları yakın zamanda ünlü akademik dergi "Nature" da yayınlandı.
Üç boyutlu faz ayırma ve optik renk değişimi çökme grubu. A, spektral duyarlı katmanlar, üçlü kolloid sistemindeki diyagramları ayırır, farklı ışık spektralları belirgin dikey tabakalara yol açar. SQ2, LEG4 ve L0 hassas Tio2 kolloidleri sırasıyla sırasıyla kırmızı ve sarı ile temsil edilir. Güç: 50 mm: c, geliştirilmiş projektörlerle tasarlanmış renkli görüntü. D, maruziyetten 2 dakika sonra, ışık tabanlı renk transformatör mürekkebinin yüzeyinde altı renk bloğu görünür. İllüstrasyon: projeksiyon deseni. E, maruz kaldıktan 2 dakika sonra, okul amblemi fotosentez mürekkebinin yüzeyinde görünür. F, maruz kaldıktan 2 dakika sonra, farklı renklerin ışık mürekkebi sırayla bir desen oluşturur. İllüstrasyon: Orijinal projeksiyon deseni. Güç: 2 mm. Kaynak: Hong Kong Üniversitesi
Kendini sürdüren aktif parçacıklar, sıvıdaki mikroorganizmaları taklit eden mikro/nano parçacıklarıdır. Son zamanlarda, Nano -science ve dengesiz fizik alanında büyük ilgi gördüler ve potansiyel biyomedikal uygulamalar geliştiriyorlar. Aktif parçacıkların ana araştırma hedeflerinden biri, ilaç iletimi ve invaziv olmayan cerrahi için bu parçacıklara dayanan tıbbi mikro/nano robotları geliştirmektir. Bununla birlikte, aktif parçacıkların yapısı çok basittir ve sürüş mekanizması ve çevresel algısı büyük ölçüde sınırlıdır.
Özellikle, tek bir mikro/nano -aktif parçacıkların boyutu ve nispeten basit yapısı, vücudundaki fonksiyonel fonksiyonun karmaşıklığını sınırladı. Akıllı özelliklere sahip aktif parçacıklar nasıl oluşturulur Basit bir yapıda, gelecekte uygulamaları gerçekleştirmenin zorluğu ve anahtarıdır.
Hafif sürücünün mikro -eğim cihazı, kendi kendine sürülen bir aktivite parçacıklarıdır. Son zamanlarda, kontrol edilebilir nano -robotlar üretmek için geliştirilmiştir. Aktivite, düzenleme yönü ve mikrokoskülatörler arasındaki etkileşim nedeniyle ışığı kolayca düzenleyebilir. Bu, biyomedikal uygulama ve fonksiyonel yeni malzemeler için potansiyel sağlar. Öte yandan, ışık sadece mikro -turizmin optik hareketini indükleyebilir, aynı zamanda parçacıklar arasındaki etkili etkileşimi de değiştirebilir. Örneğin, fotokatalitik reaksiyonlar lokal kimyasal gradyan alanını değiştirebilir ve daha sonra yüzme etkilerini yayarak bitişik parçacıkların hareket yörüngesini etkileyebilir ve uzun aralıklı çekim veya dışlama üretir.
Bu çalışmada, Tang ekibi, hafif güç mikro salınımının önceki araştırmalarına dayanan basit bir dalga boyu seçti. Işık heyecanlandığında, TiO2 parçacıkları üzerindeki oksidasyon reaksiyonu kimyasal gradyanlar üretecek, böylece etkili parçacıklar parçacık etkileşimini ayarlayacaktır.
Başka bir deyişle, parçacıklar ve parçacıklar arasındaki etkileşim farklı dalga boyu ve yoğunluk olay ışığı ile kontrol edilebilir. Farklı spektral özelliklere sahip boya duyarlılık kodu seçilerek, farklı optik aktiviteli Tio2 mikropal oluşturulabilir. Aynı Tio2 mikrofin yük boyasının birkaçını farklı absorpsiyon spektraları ile karıştırın ve partiküllerin talep üzerine ayrılmasını sağlamak için radyal spektrumu ayarlayın.
Granüler ayırma elde etmenin amacı, mikro ve makro düzeyde sıvıdaki parçacıkların birikmesini ve dağılmasını kontrol etmektir. Farklı ışık duyarlılık mikropları ile karıştırılarak, elektronik kağıda uygulanabilen yeni bir optik parlayan mürekkep türü elde edilir. Prensip, baş ve ayağın derisindeki pigment grubuna benzer, bu da çevrenin ışık koşullarını algılayabilir ve çevreleyen pigment hücrelerinin görünümünü karşılık gelen etkilerle değiştirebilir.
Bu araştırmanın sonuçları, yapay aktivite materyallerinde arı koloni istihbaratını anlayışımızı büyük ölçüde teşvik etti ve tasarım yenilikçi aktif akıllı malzemeler için yol açtı. Bu atılımla, elektronik mürekkep, ekran mürekkebi ve hatta aktif optik kamuflaj mürekkebi için kullanılabilen programlanabilir bir optik mürekkep geliştirmemiz bekleniyor.
