Artisans médiévaux involontairement utilisé nanotechnologies quand ils ont mélangé chlorure d’or en pâte de verre pour créer de riches teintes de vitraux. Bientôt, nous pourrions avoir plein de couleur affiche ou vitraux qui changent de couleur à la chiquenaude d’un interrupteur électrique, grâce au même type de diffusion de la lumière des nanoparticules.
Nous sommes un pas de plus pour ces merveilleuses choses avec une nouvelle méthode pour la connexion de nanoparticules métalliques par teensy “pont-levis” de couches minces d’argent, développé par des chercheurs de l’Université Rice. Cela leur permet de liaison de paires de nanoparticules qui se dispersent différentes couleurs de lumière à l’ensemble une forme simple d’un écran couleur. Les scientifiques ont décrit leur travail dans un nouveau papier dans les Avancées de la Science.
Les nanoparticules sont spéciaux parce qu’ils chevauchent la frontière entre le macroscopique et le quantum des royaumes, où la physique classique et la mécanique quantique, dominent, respectivement. C’est leur taille qui compte: un nanomètre est équivalent à un 25-millionième de pouce, et des nanoparticules de taille varie de quelques nanomètres à plusieurs centaines de nanomètres. Qui leur donne des propriétés inhabituelles ne trouve pas dans les mêmes éléments à l’échelle macro.
Cela inclut les propriétés optiques, notamment comment les nanoparticules métalliques, en particulier, de dispersion de la lumière. Les scientifiques ont analysé les vitraux médiévaux, et trouvé de l’or et des nanoparticules d’argent sont la clé de la profonde rouges et jaunes qui s’y trouvent.
Les nanoparticules d’or absorber la lumière bleue et jaune, le rouge de la lumière, avec sa longueur d’onde, se reflète sur eux et passe à travers le verre. Quelque chose de semblable se produit avec des nanoparticules d’argent; seulement jaune brillant, la lumière se disperse hors tension et passe à travers le verre. Faire de l’or sphères un peu plus grand, et vous pouvez obtenir le vert ou l’orange. Faire les nanoparticules d’argent de petite taille, et vous obtenez le bleu.
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Ils ont d’intéressantes chimiquement réactif propriétés, trop. En 2008, par exemple, les scientifiques de l’Université de Technologie du Queensland, a trouvé que certains vitraux ont véritablement aidé à purifier l’air quand le soleil brillait à travers eux. L’ingrédient secret est nanoparticules d’or. La lumière du soleil activé les nanoparticules de sorte qu’ils pourraient détruire les composés organiques volatils (Cov) — la source de cette nouvelle voiture de l’odorat, par exemple, mais toxique en cas d’inhalation en plus grande quantité.
Les propriétés de vitraux médiévaux sont si uniques, Gallois, les scientifiques ont récemment utilisé leurs propres versions de la matériel pour construire un spécial panoramiques 3D de la caméra pour l’Agence Spatiale Européenne en 2019 rover Martien de la mission. Dans ce cas, la propriété utile est la façon dont le verre résiste à la décoloration — même après des centaines d’années d’exposition au rayonnement UV du soleil. En bloquant les rayons UV, les nanoparticules dans les vitraux des jetons de capturer les vraies couleurs de la planète rouge.
Mais il est avéré difficile à induire en métal nano particules pour changer les couleurs, une capacité critique si vous voulez construire un écran couleur avec eux. Les travaux antérieurs ont réussi certains de légères variations de teinte en les reliant avec des nanoparticules de nanofils de ponts. Le Riz scientifiques sur l’amélioration de ces techniques pour rendre les variations de couleurs plus fort par l’intermédiaire d’un type de produit chimique de pont.
Tout d’abord, le Riz équipe fixe paires de nanoparticules d’or à une surface de verre enduit conducteur oxyde d’indium étain, ou ITO (c’est dans l’écran de votre smartphone, par exemple). Ils ont utilisé de l’ITO pour le revêtement de la surface des particules d’or d’argent avec la galvanoplastie. Alors qu’ils plongeaient dans l’eau salée de l’électrolyte avec une électrode d’argent pour former un circuit. Zap des nanoparticules avec une tension négative, et un conducteur d’argent “pont-levis” les formes. Inverser la tension, et le pont se retire.
“La grande chose à propos de ces produits chimiques ponts, c’est que nous pouvons créer et de les éliminer par la simple application ou l’inversion de la tension, de” chef de groupe Christy Landes, a déclaré dans un communiqué de presse. “C’est la première méthode encore démontré à produire des dramatiques, réversible changements de couleur pour les appareils construits à partir de activés par la lumière des nano-particules.”
Référence:
Byers, C. P. et al. (2015) “De accordable core-shell nanoparticules plasmoniques des ponts-levis: Active le contrôle des propriétés optiques de nanoparticules,” Avancées de la Science 1(11): e1500988.
[Via Nanowerk Nouvelles]
Images: (en haut) Vitrail au 11e siècle de l’église Saint Walburga, Audenarde, Belgique. Crédit: skyfish / Shutterstock.com. (au milieu) image au microscope électronique des deux en argent plaqué or nanoparticules reliés par un “pont-levis”: une couche d’argent. (en bas) de Différentes couleurs de la lumière sans pont-levis et avec eux. Crédit: C. Byers/Université De Rice.