"Настраиваемая" система превращается из прозрачной в зеркальную и наоборот

От того, как именно распределены наночастицы золота между двумя жидкостями, зависит, зеркальная получается система или прозрачная.
Фото Imperial College London.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона заявили о создании первой системы, которая меняет свои оптические свойства, что называется, в режиме реального времени.

Речь идёт о переходе из прозрачного состояния в зеркальное и наоборот. Такие необычные свойства системе придаёт особый слой из наночастиц золота.

По словам авторов исследования, разработка такой "настраиваемой" системы – задача крайне сложная, в первую очередь из-за крошечных масштабов работы. Чтобы контролировать и изменять оптические свойства слоя наночастиц, нужно максимально точно и равномерно их распределить.

Для этого команда создала специальное устройство. В нём наночастицы золота располагаются на границе между двумя жидкостями (растворами электролитов), которые не смешиваются. Электрическое напряжение, приложенное к такой плёнке, позволяет "переключать" свойства системы: из отражающей зеркальной поверхности она превращается в абсолютно прозрачную.

На видео ниже технология показана в действии: сперва система прозрачна (видно банкноту в десять фунтов стерлингов), а затем учёные прикладывают напряжение, и она становится зеркальной (отражает монетку в один фунт стерлингов).

 

Авторы поясняют, что весь секрет в том, что слой наночастиц золота в зависимости от плотности пропускает или отражает волны света разной длины. Когда наночастицы расположены плотно, отражаются все волны, и слой между двумя жидкостями становится зеркальным. А когда наночастицы разрежены, свет проходит, и система становится прозрачной.

Специалисты добавляют: уникальность разработки состоит в том, что ранее наноскопические системы изменяли свойства подобным образом под действием химических веществ. Электричество для работы такой системы применяется впервые, и именно благодаря ему изменения материала становятся обратимыми.

При этом самым сложным, по словам экспертов, для них стал поиск электрохимических условий, при которых может наблюдаться подобный эффект.

"Подбор правильных условий для достижения обратимости требует для начала построения теории. Иначе работа превращается в поиск иголки в стоге сена. Замечательно, что в нашем случае теория соответствует экспериментальным результатам", — отмечает соавтор исследования профессор Алексей Корнышев (Alexei Kornyshev).

Исследователи полагают, что эта разработка поможет создать новое поколение "настраиваемых" систем. Их применение в физике и химии практически безгранично – от оптических фильтров до миниатюрных сверхчувствительных датчиков.

Более подробно исследование описывается в издании Nature Materials.

Напомним, что ранее учёные создали устройство, позволяющее видеть сквозь непрозрачное стекло.

Сегодня

Сорос. Квант разрушения

Сорос. Квант разрушения

14 часов назад
4 075