Cientistas do MIT criam filmes que mudam de cor inspirados na holografia do século XIX

Cores iridescentes brilhantes em Asas de borboleta Ou conchas de besouros não vêm de nenhuma molécula de pigmento, mas de como as asas são formadas – um exemplo natural do que os físicos chamam de Cristais fotônicos. Os cientistas podem fazer seus próprios materiais estruturais coloridos no laboratório, mas pode ser difícil dimensionar o processo para aplicações comerciais sem sacrificar a precisão óptica.

Agora, os cientistas do MIT adaptaram a tecnologia holográfica do século 19 para desenvolver filmes semelhantes a camaleões que mudam de cor quando esticados. O método pode ser facilmente escalável, mantendo a resolução óptica em nanoescala. Eles descrevem seu trabalho em novo papel Publicado na revista Nature Materials.

Na natureza, as escamas de quitina (um polissacarídeo comum em insetos) são dispostas como telhas. Basicamente, eles compõem um arquivo rede de difração, exceto os cristais fotônicos produzirão cores específicas, ou comprimentos de onda, de luz, enquanto as grades de difração produzirão todo o espectro, como um prisma. Também conhecidos como materiais de bandgap óptico, os cristais fotônicos são “ajustáveis”, o que significa que eles são dispostos com precisão para bloquear certos comprimentos de onda de luz enquanto permitem que outros passem. Ajuste a estrutura alterando o tamanho dos ladrilhos e os cristais se tornam sensíveis a um comprimento de onda diferente.

Criar cores estruturais como as encontradas na natureza é uma área ativa de pesquisa de materiais. Por exemplo, aplicações de detecção óptica e comunicação visual podem se beneficiar de materiais estruturalmente coloridos que mudam de tonalidade em resposta a estímulos mecânicos. Existem muitas técnicas para fazer esses materiais, mas nenhum desses métodos pode controlar a estrutura nas pequenas escalas necessárias e escalá-la fora das configurações de laboratório.

O então co-autor Benjamin Miller, estudante de pós-graduação do MIT, descobriu uma exposição sobre holografia no Museu do MIT e percebeu que a criação de um holograma era semelhante em alguns aspectos à forma como a natureza produz cor estrutural. Mergulhe na história da holografia e aprenda sobre a técnica de fotografia colorida do final do século XIX inventada pelo físico Gabriel Lippmann.

como nós somos mencionei anteriormente, Lippmann se interessou em desenvolver um método para estabilizar as cores do espectro solar em uma chapa fotográfica em 1886, “no qual a imagem permanece estável e pode permanecer em plena luz do dia sem deterioração”. Ele alcançou esse objetivo em 1891, produzindo fotografias coloridas de um vitral, uma tigela de laranjas e um papagaio manchado, bem como paisagens e retratos – incluindo um retrato.

O processo de fotografia colorida de Lippmann envolvia projetar a imagem óptica normalmente em uma chapa fotográfica. A gota foi realizada através de uma placa de vidro revestida com uma emulsão clara de grãos finos de haleto de prata do outro lado. Havia também um espelho de mercúrio líquido em contato com a emulsão, de modo que a luz projetada percorreu a emulsão, atingiu o espelho e foi refletida de volta para a emulsão.