ايجاد پوشش نانومتري براي تغيير رنگ
محققان دانشگاه هاروارد نوعي پوشش جديد ساختهاند که اگر ضخامت آن اندکي، در حد چند نانومتر، تغيير کند، تغيير رنگ ميدهد. از اين پوشش که داراي ضخامتي کمتر از 20 نانومتر است ميتوان براي بهينه سازي رنگ سطوح فلزي استفاده کرد. همچنين براي تزيين سطوح جواهرات از اين پوشش ميتوان استفاده کرد.
پوششهاي نوري دي الکتريکي رايج، از جمله اجزاء کليدي بسياري از ادوات نوري هستند. اين پوششها از جنس مواد شفاف هستند و ضخامت هر لايه حداقل يک چهارم طول موج نور است. اين پوشش نوري جديد که توسط فدريکو کاپاسو و همکارانش ساخته شده داراي ضخامت نانومتري بوده و مات است. اين پوشش جاذب نور بوده و از جنس مواد ديالکتريک نظير نيمههاديها است. اين گروه تحقيقاتي نشان داد که افزودن يک لايه 7 نانومتري از ژرمانيوم بهروي نمونه طلا ميتواند رنگ آن را از طلايي بهصورتي تغيير دهد. اگر يک لايه 4 نانومتري ديگر روي آن قرار داده شود، اين نمونه به رنگ بنفش در خواهد آمد. يک لايه 4 نانومتري ديگر آن را به رنگ آبي تيره در خواهد آورد. هر چهار نانومتر تقريبا 15 اتم خواهد بود.
اين اثر شبيه آنچيزي است که ما در صورت وجود روغن روي سطح جاده در روزهاي باراني مشاهده ميکنيم، در چنين روزهايي ما معمولا رنگها مختلفي را مشاهده ميکنيم. اين رنگ بهدليل تداخل امواج نور که از سطح روغن به آب نفوذ ميکنند و باز ميگردند، است. برخي از طول موجهاي برخورد شده، بازگشته و در مسير برگشت با هم ترکيب ميشوند و يکديگر را تقويت ميکنند برخي ديگر موجب تضعيف هم ميشوند.
در اين پژوهش بهجاي لايه روغن از يک پوشش ژرمانيوم جاذب نور استفاده شده است. ضخامت اين لايه بسيار کم بوده اما به اندازهاي هست که بتواند موجب تغيير رنگ شود. با تغيير ضخامت اين فيلم، شرايط تداخل نور نيز تغيير کرده و بهواسطه آن ميتوان طول موجها را کنترل کرد. در نتيجه رنگ پوشش تغيير ميکند.
محققان تلاش کردهاند که پوشش ژرمانيوم را روي نقره قرار دهند نتيجه کار آنها نشان ميدهد که در ضخامت خاصي رنگ نقره بهصورت طلايي در خواهد آمد. اين گروه تحقيقاتي بهدنبال تغيير شرايط و بوجود آوردن رنگهاي رنگينکماني هستند. آنها نتايج کار خود را در قالب پتنتي به رشته تحرير در آورده و در صدد ثبت آن هستند. بخشي از اين پژوهش نيز در نشريه Nature Materials به چاپ رسيده است.