آیا کسی مایل هست مایعی داشته باشد که در صورت نیاز به هر رنگی از رنگ‌های رنگین‌کمان دربیاید؟ یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا نشان داده‌اند که ذرات نانومتری متشکل از بلورهای مغناطیسی بسیار ریز که با یک پوسته می‌توانند درون یک محلول آرایش یافته و بلورهای فوتونیکی تشکیل دهندکه برای نور به صورت نیمه‌هادی عمل می‌کنند، با اعمال یک میدان مغناطیسی، خواص اُپتیکی بلور‌ها تغییر یافته، می‌توان با تغییر قدرت میدان مغناطیسی رنگ آنها را کاملاً تنظیم نمود.
ساخت آفتاب‌پرست‌های نانومتری
| آیا کسی مایل هست مایعی داشته باشد که در صورت نیاز به هر رنگی از رنگ‌های رنگین‌کمان دربیاید؟ یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا نشان داده‌اند که ذرات نانومتری متشکل از بلورهای مغناطیسی بسیار ریز که با یک پوسته می‌توانند درون یک محلول آرایش یافته و بلورهای فوتونیکی تشکیل دهندکه برای نور به صورت نیمه‌هادی عمل می‌کنند، با اعمال یک میدان مغناطیسی، خواص اُپتیکی بلور‌ها تغییر یافته، می‌توان با تغییر قدرت میدان مغناطیسی رنگ آنها را کاملاً تنظیم نمود. |
| بلورهای مورد بحث به هیچ وجه شبکه‌های مرسوم یون‌ها و مولکول‌هایی نیستند که ما با آنها آشنا هستیم(برای نمک‌ها)، بلکه بلور‌هایی کلوئیدی هستند. این بلورهای کلوئیدی ساختارهای متناوبی هستند که از ذرات ریز جامد پراکنده‌شده درون مایع تشکیل شده‌اند. بلورهای کلوئیدی را می‌توان با قیمت و هزینه پایین و در مقیاس بالا تولید و از آنها به عنوان بلورهای فوتونی استفاده کرد. بلورهای فوتونیک همتایان نوری مواد نیمه‌هادی در الکترونیک هستند. این بلور‌ها همانند همتایان الکترونیکی خود دارای باند گپ فوتونی، سطوح ممنوعه انرژی و یا طول موج‌هایی هستند که در آنها بلور فوتونیک نور را منتقل نمی‌کند. این خواص اپتیکی وابسته به ابعاد بلور است. باندهای ممنوعه بلورهای فوتونیکی متغیر است و می‌توان این باندها را به طور سریع و دقیق و در پاسخ به یک تحریک خارجی تنظیم نمود. تاکنون همه خواص فوق را نتوانسته‌اند در یک بلور جمع کنند. یکی از محرک‌های قابل کاربرد در این زمینه میدان مغناطیسی است، ولی در این صورت بلور‌ها باید از مواد مغناطیسی نظیر اکسید آهن ساخته شوند. مشکل در این زمینه آن است که با رشد ذرات در ابعاد بزرگ‌تر (فرومغناطیس) خواص مغناطیسی ثابت باقی می‌ماند. آقای یین و همکارانش از دانشگاه کالیفرنیا برای این مشکل راه حلی پیدا کرده‌اند؛ آنها ذرات اکسید آهن نانومتری را با لایه‌ای پلاستیکی به نام پلی‌آکریلات پوشش داده‌اند. این امر باعث تشکیل خوشه‌‌های مجزایی از نانوبلورها می‌شود که درون محلول خودآرا شده و بلورهای فوتونیک کلوئیدی را ایجاد می‌نماید. نیروی‌های میدان مغناطیسی، هر خوشه را تحت تأثیر قرار داده و فواصل خوشه- به- خوشه درون شبکه بلوری را تغییر می‌دهند. متناسب با فاصله از آهنربا (مگنت یا منشاء میدان مغناطیسی)، شدت میدان رنگ بلور کلوئیدی تغییر می‌یابد و می‌تواند به تمام رنگ‌های طیف مرئی نمایش داده شود. این پاسخ بسیار سریع است و در ضمن به‌راحتی برگشت‌پذیر است، چون نانوبلور‌های موجود در خوشه چنان کوچک هستند که خواص مغناطیسی خود را در صورت قطع میدان مغناطیسی به‌سرعت از دست می‌دهند. کاربردهای محتمل و بالقوه این نیمه‌هادی‌های اُپتیکی قابل سویچ، در زمینه‌های ارتباطات، نمایشگرها و حسگرهاست. نتایج این تحقیق در مجله Angewandte Chemie International Edition منتشر شده‌است. |
