Dieser Artikel zu Research in Action wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.
Nein, dies ist kein impressionistisches Gemälde von Tigerlilien auf dem Höhepunkt ihrer Sommerbrillanz. Diese Farben entstehen, wenn hantelförmige Polymernanopartikel in Suspension mit einem elektrischen Feld in Kontakt kommen. Durch die Spannung erzeugte Kräfte treiben die Nanopartikel an, um eine eng organisierte Kristallstruktur zu bilden. Diese strukturelle Transformation ergibt eine lebendige orange Farbe. Wenn die Spannung entfernt wird, löst sich der Kristall auf und die Farbe wird wieder weiß.
Von schimmernden Schmetterlingen bis hin zu schillernden Muscheln schafft Mutter Natur Farbe, wenn Strukturkomponenten Licht einfangen und reflektieren. Während die natürlich vorkommenden Gaumen immer "an" sind, schaltet sich die durch ausgerichtete Nanopartikel erzeugte Farbe ein und aus. Die Steuerung der Nanopartikelausgabe würde es Forschern ermöglichen, energieeffizientere Farbanzeigetechnologien für Industrie- und Verbraucheranwendungen zu entwickeln, einschließlich Handy-, Laptop- und Tablet-Displays.
Ein solcher Fortschritt würde die Herausforderungen lösen, die sich aus der aktuellen Anzeigetechnologie ergeben. Herkömmliche Flüssigkristallanzeigen benötigen viel Energie, da sie ihr eigenes Licht emittieren. Auf Suspension basierende elektrophoretische Tinten - beliebt bei elektronischen Buchlesern - reflektieren das Licht ihrer Umgebung und machen sie so energieeffizienter. Bestehende Tintentechnologien beschränken die Anzeigefarbe jedoch auf Schwarzweiß.
Die Entdeckung ergab sich aus der Zusammenarbeit zwischen Forschern der Yale University und der University of Delaware. Das Yale-Team entwickelte eine effiziente und zuverlässige Methode zur Herstellung großer Mengen identischer Nanopartikel, die zehnmal kleiner sind als frühere Partikel. Das Delaware-Team entwickelte eine Möglichkeit, die Partikel mithilfe eines elektrischen Feldes in einer kristallinen Struktur zu organisieren. Die Forscher fanden heraus, dass sich hantelförmige Partikel im Gegensatz zu kugelförmigen Nanopartikeln leicht in Gegenwart eines externen Feldes ausrichten.
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