Mikro rzeźbienia sprawiają, że metale błyszczą w dowolnym kolorze

Jeśli chodzi o metal, możesz mieć dowolny kolor, pod warunkiem, że jest srebrny. Dzieje się tak, ponieważ morze elektronów w większości metali pochłania i emituje światło w całym zakresie optycznym. Zamiast srebra metale są w rzeczywistości bezbarwne.

Oczywiście są wyjątki. Złoto pochłania światło niebieskie, co daje charakterystyczny żółty kolor. A miedź pochłania światło niebieskie i zielone, dzięki czemu wygląda na czerwonopomarańczową.

Inne kolory są trudne do zdobycia bez pokrycia metalu lub wyrzeźbienia siatki dyfrakcyjnej na jego powierzchni w celu wytworzenia charakterystycznego wzoru interferencyjnego, jak w przypadku płyty kompaktowej.

Ale teraz jest inny sposób dzięki ciekawej pracy Jianfy Zhang z Uniwersytetu w Southampton i kilku kumplom. Ich pomysł polega na wyrzeźbieniu innego rodzaju powtarzającego się wzoru na powierzchni metalu.

Te wzory są mniejsze niż długość fali światła widzialnego. Zamiast powodować zakłócenia światła, działają one poprzez zmianę właściwości morza elektronów w metalu – w szczególności jego częstotliwości rezonansowej. Zmienia to częstotliwość światła, które pochłania i odbija.

Jest to ta sama technika, którą naukowcy od pewnego czasu stosują do budowy pelerynek-niewidek. Pomysł polega na tym, że dzięki starannemu tworzeniu powtarzających się wzorców struktur subfalowych, naukowcy mogą dostosować sposób, w jaki metamateriał może sterować światłem.

Ale zamiast tworzyć trójwymiarowe struktury, które kierują światłem przechodzącym przez materiał, Zhang i współtworzą odpowiednie struktury na powierzchni, aby kontrolować sposób, w jaki światło jest pochłaniane i odbijane.

Struktury, które załatwiają sprawę, to maleńkie pierścienie wyryte na powierzchni. Zespół obliczył, że mogą sprawić, że złoto lub aluminium będą miały prawie dowolny kolor, po prostu zmieniając rozmiar i głębokość tych pierścieni. Zademonstrowali nawet tę technikę na cienkiej warstwie złota (patrz zdjęcie powyżej).

Interesujące w tej technice jest to, że daje ona inżynierom możliwość kontrolowania koloru, a właściwie całej odpowiedzi spektralnej metalu bez zmiany jego innych właściwości, takich jak przewodność, twardość i połysk. Trudno to zrobić przy użyciu powłok.

Jiang i spółka wspominają o kilku zastosowaniach. Oczywistym jest nadanie towarom o wysokiej wartości dodatkowego waloru estetycznego. Innymi słowy, aby tworzyć biżuterię zaawansowaną technologicznie. Innym pomysłem, biorąc pod uwagę trudność w odtworzeniu efektu, jest mechanizm zapobiegający fałszowaniu banknotów i kart kredytowych.

Z pewnością istnieje mnóstwo innych zastosowań. Sugestie w sekcji komentarzy proszę.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1011.1977 : Kontrolowanie koloru metali: metamateriały wklęsłe i płaskorzeźby

ukryć