今天的纸和织物上大多数颜色是用染料或颜料制成。但是颜色也可以通过在纳米尺度上修改材料的表面来产生，使表面反射或散射不同频率的光，并赋予这些材料“结构色彩”。蝴蝶翅膀和鸟类羽毛都是天然呈现结构色彩的材料。在《ACS Nano》上发表的一项新研究中，由南丹麦大学Sergey Bozhevolnyi领导的一个研究小组开发了一种新方法，可以在金属薄膜上产生明亮的结构颜色，这种方法被称为近渗透等离子体反射阵列。
博科园-科学科普：该方法利用激光加热和重塑二氧化硅表面的微小(4纳米)金纳米岛，可能提供一种简单和廉价的替代光刻纳米技术。为了产生不同的颜色，激光功率从1兆瓦调整到10兆瓦。激光功率与不同的加热量相对应，加热量改变了金纳米岛的形状，使其能够反射不同颜色的光。低次幂产生黄色，中等次幂产生绿色，高次幂产生红色。该方法还根据激光的偏振性产生不同的结果(当光波被限制在一定方向上振动时就会发生偏振)。当激光被线性偏振时，只有在相同偏振的光照射下才能清晰地看到颜色。另一方面，圆偏振激光产生与偏振无关的颜色，使用任何偏振光和非偏振光都可以看到。
SDU标志的微观图像是用结构颜色绘制，是用圆偏振光书写，用非偏振光观察。右上角的SEM图像显示是纳米级结构，不同颜色区域的边界用白色虚线表示。图片：Roberts et al. ©2018 American Chemical Society
能够同时产生对偏振敏感和不受偏振影响的颜色对于不同类型应用是有用的，研究人员希望这种方法可以很容易地大规模应用。研究人员在论文中写道：近渗透反射面阵列的制作过程非常简单，只需要连续三次材料沉积(产生光学厚度的金属反反射面、薄介电间隔和非常薄的半连续金属薄膜)，因此真正可大规模生产。上述卓越特性的独特组合，使激光彩色书写的方法易于实际应用，并可应用于各种应用，从用于安全标记的纳米级图案，到用于装饰的大规模彩色印刷。
博科园-科学科普｜Lisa Zyga, Phys/©Science X Network
参考期刊文献:《ACS Nano》
DOI: 10.1021/acsnano.8b07541
Cite: arXiv:1808.04556
博科园-传递宇宙科学之美
网友评论