Inspiré par les couleurs clignotantes du poisson tétra néon, des chercheurs ont développé une technique pour changer la couleur d'un matériau en manipulant l'orientation des colonnes nanostructurées dans le matériau.

"Les tétras néon peuvent contrôler leurs rayures aux couleurs vives en changeant l'angle de minuscules plaquettes dans leur peau, " dit Chih-Hao Chang, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à la North Carolina State University et auteur correspondant d'un article sur le travail.

"Pour cette étude de preuve de concept, nous avons créé un matériau qui démontre une capacité similaire, " dit Zhiren Luo, un doctorat étudiant à NC State et premier auteur de l'article. "Spécifiquement, nous avons montré que nous pouvons changer la couleur du matériau en utilisant un champ magnétique pour changer l'orientation d'un réseau de nanocolonnes."

Le matériau qui change de couleur a quatre couches. Un substrat de silicium est recouvert d'un polymère incrusté de nanoparticules d'oxyde de fer. Le polymère incorpore une gamme régulière de socles de l'ordre du micron, faire ressembler la couche de polymère à une brique LEGO. La couche intermédiaire est une solution aqueuse contenant des nanoparticules d'oxyde de fer flottant librement. Cette solution est maintenue en place par un couvercle en polymère transparent.

Lorsqu'un champ magnétique vertical est appliqué sous le substrat, il attire les nanoparticules flottantes dans des colonnes, alignés sur les socles. En changeant l'orientation du champ magnétique, les chercheurs peuvent modifier l'orientation des colonnes de nanoparticules. Changer l'angle des colonnes décale la longueur d'onde de la lumière qui est le plus fortement réfléchie par le matériau; en termes pratiques, le matériau change de couleur.

"Par exemple, nous avons pu changer la couleur perçue du matériau du vert foncé au jaune fluo, " dit Luo.

« Vous pouvez modifier la couleur de base du matériau en contrôlant la matrice des socles sur le substrat polymère, ", dit Chang. "Les prochaines étapes pour nous incluent le réglage fin de la géométrie des matrices de colonnes pour améliorer la pureté des couleurs. Nous prévoyons également de travailler sur le développement d'électro-aimants intégrés qui permettraient des changements de couleur plus programmables."

Les chercheurs travaillent dans le but de développer des applications allant des écrans réfléchissants au camouflage dynamique.

Le papier, "Iridescence dynamique à action magnétique inspirée du néon tétra, " est publié dans la revue ACS Nano .