Эта разработка может помочь ученым создавать специальные материалы, оптические свойства которых можно изменять в реальном времени. Эти материалы затем могут быть использованы для различных применений, от настраиваемых оптических фильтров до миниатюрных химических сенсоров.Создание «настраиваемого» материала — материала, которым можно точно управлять — было сложной задачей из-за задействованных крошечных масштабов. Чтобы настроить оптические свойства одного слоя наночастиц, размер каждого из которых составляет всего несколько десятков нанометров, необходимо точно и равномерно установить расстояние между ними.
Чтобы сформировать слой, группа исследователей из Имперского колледжа Лондона создала условия для локализации наночастиц золота на границе раздела двух жидкостей, которые не смешиваются. Подавая небольшое напряжение на интерфейс, команда смогла продемонстрировать настраиваемый слой наночастиц, который может быть плотным или разреженным, что позволяет переключаться между отражающим зеркалом и прозрачной поверхностью. Исследование опубликовано в Nature Materials.
Соавтор исследования, профессор Джошуа Эдель из химического факультета Imperial, сказал: «Это действительно прекрасный баланс — долгое время мы могли заставить наночастицы только слипаться вместе, когда они собирались, а не были точно разнесены. Но многие модели и эксперименты привели нас к тому моменту, когда мы можем создать действительно настраиваемый слой ».
Расстояние между наночастицами определяет, пропускает или отражает слой световые волны различной длины. С одной стороны, отражаются все длины волн, и слой действует как зеркало.
С другой стороны, когда наночастицы рассредоточены, через интерфейс разрешены все длины волн, и он действует как окно.В отличие от предыдущих наноскопических систем, которые использовали химические средства для изменения оптических свойств, электрическая система команды обратима.
Соавтор исследования профессор Алексей Корнышев из химического факультета Imperial сказал: «Чтобы найти правильные условия для достижения обратимости, требовалась прекрасная теория; иначе это было бы похоже на поиск иголки в стоге сена. теория совпала с экспериментальными результатами ".Соавтор, профессор Энтони Кучернак, также из химического факультета, прокомментировал: «Применение теории на практике может быть трудным, так как всегда нужно знать пределы устойчивости материала, поэтому найти правильные электрохимические условия, при которых мог бы возникать эффект, было нелегко. испытывающий."
Профессор Корнышев добавил: «Весь проект стал возможным только благодаря уникальным ноу-хау, способностям и энтузиазму молодых членов команды, в том числе доктора Юнуэна Монтелонго и доктора Дебарата Сикдар, среди других, которые все обладают разнообразным опытом и опытом».