El cambio de color puede influir en nuestra percepción de los objetos, ser utilizado para advertirnos de peligros o peligros, o ayudar a conservar energía. Doctor. El candidato Weixin Zhang ha desarrollado recubrimientos orgánicos "fotónicos" que cambian de color con los cambios de temperatura. Se fabricaron recubrimientos inteligentes robustos que se pueden procesar fácilmente y muestran una respuesta rápida de cambio de color a los cambios de temperatura. Estos recubrimientos son prometedores para una variedad de aplicaciones, como ventanas "inteligentes" reguladoras de calor o incluso obras de arte interactivas. Zhang defendió esta tesis en el departamento de Ingeniería Química y Química el 1 de septiembre.

Inspiración camaleón

Los materiales adaptables que cambian de color son interesantes para el reconocimiento visual, expresión de señales, y estética. Un buen ejemplo del mundo natural de la adaptación del color se puede ver con el camaleón, que es una especie que puede cambiar el color de su piel para camuflarse y regular la temperatura corporal.

Por su investigación, Zhang se inspiró en el camaleón para desarrollar recubrimientos sintéticos que cambian de color y que responden a diferentes longitudes de onda. El primer recubrimiento responde a la temperatura en longitudes de onda visibles (entre 400 y 700 nm), mientras que el segundo es un infrarrojo (entre 700 y 2, 500 nm) revestimiento fotónico reflectante.

El revestimiento infrarrojo podría usarse para regular el reflejo de la luz infrarroja en una ventana, que a su vez se puede utilizar para ayudar con la gestión del calor interior. Significativamente, esto se puede lograr sin afectar la vista a través de la ventana dado que los "colores estructurales" invisibles reflejan selectivamente las longitudes de onda infrarrojas.

Más sobre materiales fotónicos

Los recubrimientos de Zhang se basan fundamentalmente en materiales fotónicos, que tienen una nanoestructura periódica que facilita la reflexión de longitudes de onda de luz específicas. Como resultado, la estructura entonces parecerá tener el color reflejado.

En tono rimbombante, Los materiales fotónicos tienen ventajas clave sobre los materiales que alteran el color, como los tintes basados ​​en absorción. Primero, el color exhibido por un material fotónico se puede ajustar con precisión modificando la nanoestructura del material. Esto se puede lograr con cambios mínimos en la composición química del material en sí y hace que sea bastante fácil ajustar el color de la nanoestructura en una amplia gama de longitudes de onda.

Segundo, dado que los materiales fotónicos solo reflejan la luz en longitudes de onda específicas, es posible producir materiales que sean transparentes a la luz visible, pero reflejará longitudes de onda más largas, como la radiación infrarroja.

Materiales de revestimiento

A lo largo de la investigación de Zhang, Se fabricaron una variedad de recubrimientos fotónicos adaptativos sensibles a la temperatura. Se sintetizaron polímeros de cristal líquido colestérico a base de siloxano y luego se recubrieron los sustratos usando un aplicador de película simple. Las películas fotónicas resultantes muestran respuestas de color rápidas y completamente reversibles a los cambios de temperatura ambiental. Los recubrimientos se pueden ampliar, lo que los hace interesantes para su uso como indicadores de temperatura, obras de arte interactivas, y como ventanas reflectantes selectivas de infrarrojos para hogares y otros edificios.