Le développement d'un matériau coloré structurellement non irisé inspiré des poils de tarentule. Crédit :L'Université d'Akron
Inspiré par les cheveux des tarentules bleues, Des chercheurs de l'Université d'Akron ont dirigé une équipe qui a fabriqué un matériau de couleur structurelle qui montre une couleur cohérente dans toutes les directions de visualisation. Cette découverte renverse l'idée reçue selon laquelle les structures photoniques à longue portée sont toujours irisées, ouvrant un nouveau potentiel pour produire en masse des couleurs structurelles, car les conceptions hautement ordonnées sont faciles à mettre à l'échelle et à fabriquer. Bor-Kai (Bill) Hsiung et ses collègues de l'UA, Université de Gand, Karlsruhe Institute of Technology et l'Université du Nebraska-Lincoln ont publié leurs recherches, qui fait la couverture du journal de janvier 2017 de Matériaux optiques avancés .
"Les couleurs structurelles sont plus vives et durables que les pigments utilisés dans la plupart des produits fabriqués par l'homme, " a expliqué Hsiung, l'auteur principal de cette recherche et un boursier en biomimétisme dans le cadre du doctorat en biosciences intégrées. programme à l'Université d'Akron. "Ils sont produits par des effets optiques lorsque la lumière interagit avec des nanostructures qui sont à peu près de la même taille que la longueur d'onde de la lumière." Pensez à un paon, ou un papillon. Le problème est que la plupart des couleurs structurelles sont fortement irisées, changer de couleur lorsqu'il est vu sous différents angles. C'est beau dans la nature, mais pas très fonctionnel quand on regarde la télévision et qu'on change de siège."
L'équipe a d'abord découvert que de nombreuses mygales bleues vibrantes ne présentent pas d'irisation même si les araignées utilisent des nanostructures pour produire ces couleurs. Puisque la couleur bleue de l'araignée n'est pas irisée, L'équipe de Hsiung a suggéré que le même processus pourrait être appliqué pour faire des remplacements de pigments qui ne se fanent jamais, ainsi que pour aider à réduire l'éblouissement sur les systèmes de visualisation grand angle dans les téléphones, téléviseurs et autres appareils.
Inspiré par les cheveux des tarentules bleues, B.-K. Hsiung et ses collègues ont fabriqué un matériau de couleur structurelle hautement périodique qui montre une couleur cohérente dans toutes les directions d'observation dans le numéro d'article 1600599. Cette découverte renverse la sagesse conventionnelle selon laquelle une couleur non irisée ne peut pas être produite par des structures photoniques à longue portée, ouvrant un nouveau potentiel pour produire en masse de nouvelles couleurs structurelles. Crédit: Matériaux optiques avancés
Alors qu'ils creusaient plus profondément, ils ont découvert que les poils de certaines espèces de mygales bleues présentaient une forme spéciale en forme de fleur qui, selon eux, réduisait l'effet irisé résultant des structures périodiques. Puis, grâce à la poussée de financement participatif qu'ils ont reçue plus tôt, ils ont pu tester cette hypothèse à l'aide d'une série de simulations informatiques et de prototypes physiques construits à l'aide de la technologie d'impression nano-3D de pointe.
Leur couleur produite par les structures imprimées en 3D a un angle de vision de 160 degrés, le plus grand angle de vision de toutes les couleurs structurelles synthétiques démontrées.
"Ces colorants structurels pourraient être utilisés comme substituts de pigments - dont beaucoup sont toxiques - dans des matériaux tels que les plastiques, métal, textile et papier, et pour produire de la couleur pour les systèmes de visualisation grand angle tels que les téléphones et les téléviseurs, " dit Hsiung.
