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        鈦白粉“發(fā)光了”!廈大團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)出“變色龍”般的新型材料


        來源:廈門大學(xué)

        [導(dǎo)讀]  一種波長(zhǎng)選擇性TiO2活性膠體系統(tǒng)。

        中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在自然界中,章魚、墨魚、魷魚等頭足類動(dòng)物具有強(qiáng)大的變色偽裝能力——它們可以通過控制肌肉,將皮膚表面下成千上萬的色素顆粒進(jìn)行重新排布,從而根據(jù)周圍環(huán)境的變化快速調(diào)節(jié)膚色,達(dá)到偽裝掩飾的目的。


        受到這種自然現(xiàn)象的啟發(fā),廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院侯旭團(tuán)隊(duì)鄭靖副教授和香港大學(xué)唐晉堯教授合作開發(fā)了一種新型的光致變色活性膠體材料,實(shí)現(xiàn)了對(duì)多組分非平衡態(tài)體系的多自由度控制和可編程的光響應(yīng)相分離,為彩色電子紙和自供電光學(xué)偽裝提供了一種簡(jiǎn)便的方法。


        如變色龍般的智能膠體


        在彩色電子紙的應(yīng)用中,帶電顏色粒子可以根據(jù)施加電壓的情況實(shí)現(xiàn)不同聚散和分布情況,因而可以用來顯示不同的圖像和文字。基于此,研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型活性膠體材料,通過控制光控制膠體粒子的不同聚散形態(tài),形成多種不同的“相”,并達(dá)致宏觀變色的效果!跋唷笔俏镔|(zhì)在不同狀態(tài)、不同結(jié)構(gòu)下的不同形態(tài)或表現(xiàn)形式。這種膠體可受光的影響,通過控制這些“相”之間的比例和位置,制造出更復(fù)雜的微米級(jí)結(jié)構(gòu)。



        簡(jiǎn)而言之,就是可以運(yùn)用光學(xué)活性材料呈現(xiàn)出變化多端的圖案與色彩。


        活性智能材料的新突破


        近年來,光驅(qū)微納米機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展為研發(fā)活性材料提供了良好的環(huán)境。人們可以通過改變?nèi)肷涔獾墓鈴?qiáng)、波長(zhǎng)、偏振等因素而精準(zhǔn)調(diào)節(jié)粒子的速度與運(yùn)動(dòng)方向,并透過改變局域化學(xué)梯度場(chǎng)改變粒子間的有效相互作用。這為實(shí)現(xiàn)活性粒子的智能化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)群體智能提供了重要的契機(jī)。


        基于此,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種波長(zhǎng)選擇性TiO2活性膠體系統(tǒng),其中活性膠體粒子用光譜特征染料編碼,形成光致變色膠體群。粒子-粒子的相互作用可以通過結(jié)合不同波長(zhǎng)和強(qiáng)度的入射光來靈活調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)可控的膠體聚集和分離,為研究微納粒子的相行為和結(jié)構(gòu)演化動(dòng)力學(xué)提供了理想的模型。


        受自然界中光致變色現(xiàn)象啟發(fā),研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過混合青色、品紅和黃色膠體形成動(dòng)態(tài)光致變色墨水,并在宏觀上實(shí)現(xiàn)了光致變色。


        這項(xiàng)新技術(shù)比傳統(tǒng)的變色材料更加可靠和便利,為彩色電子紙和自供電光學(xué)偽裝等應(yīng)用提供了一種更加簡(jiǎn)便的方法,有助于促進(jìn)人類對(duì)人造活性材料的“群體智能”的理解,并為活性智能材料的設(shè)計(jì)開辟新方向。


        結(jié)語


        從想法的提出到論文的刊發(fā),五年的時(shí)間里,研究團(tuán)隊(duì)投入了大量的時(shí)間和精力在“觀察”和“試錯(cuò)”上。粒子運(yùn)動(dòng)觀測(cè)和圖像拍攝需要借助顯微鏡完成,團(tuán)隊(duì)必須高度專注地觀察不同的實(shí)驗(yàn)條件下圖像細(xì)微的變化!白铍y的是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)微小現(xiàn)象后,要及時(shí)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和優(yōu)化。錯(cuò)過任何一個(gè)細(xì)節(jié),結(jié)果都可能謬之千里!编嵕刚f。


        (中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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