La profesora Kang Hee Ku y su equipo en la Escuela de Ingeniería Química y Energética de la UNIST han desarrollado una tecnología que permite la visualización en tiempo real de colores y formas a través de cambios en nanoestructuras. La tecnología tiene el potencial de revolucionar varios campos, incluidas las partículas de polímeros inteligentes.
Utilizando copolímeros en bloque, el equipo de investigación ha logrado el autoensamblaje de estructuras cristalinas fotónicas a gran escala, imitando los fenómenos naturales observados en las alas de las mariposas y las plumas de las aves. Al reflejar la forma y dirección de las nanoestructuras, esta tecnología permite la visualización de colores vibrantes y patrones intrincados en tiempo real. El artículo se publica en la revista ACS Nano. .
Se emplearon estratégicamente copolímeros en bloque, compuestos por dos o más monómeros diferentes unidos covalentemente en forma de bloque, para inducir la separación de fases utilizando una gota de líquido que no se mezcla. El profesor Ku enfatizó la importancia de este logro y afirmó:"Hemos generado con éxito cientos de estructuras cristalinas fotónicas impecables mediante la organización autónoma de copolímeros en bloque, eliminando la necesidad de manipulación externa".
A diferencia de los métodos convencionales, esta tecnología de vanguardia aprovecha las nanoestructuras internas para crear colores vivos, duraderos y sostenibles. Además, su aplicabilidad mejorada en la tecnología de visualización es evidente a través de su capacidad para modelar áreas grandes de manera eficiente.
La innovación clave radica en el uso de un polímero que puede ajustar dinámicamente el tamaño de las microestructuras dentro de las partículas en respuesta a cambios en el entorno externo. Aprovechando las propiedades únicas de los copolímeros de bloque de poliestireno-polivinilpiridina (PS-b-P2VP), se puede adaptar la estructura, la forma y el color de las partículas, volviendo a su estado original a pesar de las variaciones ambientales.
El seguimiento en tiempo real de los cambios estructurales reveló que el tamaño y el color de las micronanoestructuras se adaptan a las fluctuaciones en la concentración de alcohol o el valor del pH. En particular, las partículas producidas mediante esta tecnología exhiben una innovadora estructura en forma de "cono de helado", que combina aspectos de sólidos y líquidos para visualizar vibraciones de fluidos y alterar dinámicamente la forma y el color en respuesta a estímulos externos.
El profesor Ku dijo:"Este estudio abre las puertas a la creación de partículas ópticas autoensambladas, agilizando las complejas condiciones del proceso típicamente asociadas con la estructura cristalina coloidal y la formación de patrones. Se prevén aplicaciones prácticas de la tecnología en pinturas inteligentes y partículas de polímeros en diversas industrias. "
Más información: Juyoung Lee et al, coloides fotónicos dinámicos de Janus con capas estructurales apiladas axialmente, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.4c00230
Proporcionado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
