Sıcaklık Değişimi ile Renk Değiştiren Kaplamalar
Fotoğraf: Fotonik malzemeler sıcaklığa bağlı olarak değişken yansıma özelliklerine sahiptir.
Renk değişimi nesneleri algılamamızı etkileyebilir, bizi tehlikelere karşı uyarmak için kullanılabilir veya enerji tasarrufuna yardımcı olabilmektedir. Doktora adayı Weixin Zhang, değişen sıcaklıklarda renkleri değiştiren organik “fotonik” kaplamalar geliştirdi. Kolay işlenebilen ve sıcaklık değişimlerine, hızlı renk değişimiyle tepki gösteren sağlam akıllı kaplamalar üretti. Bu kaplamalar, ısı düzenleyici “akıllı” pencereler ve hatta etkileşimli sanat eserleri gibi çeşitli uygulamalar için umut vermektedir. Zhang, 1 Eylül’de Kimya Mühendisliği ve Kimya bölümünde bu tez savunmasını gerçekleştirmiştir.
Bukalemun İlhamı
Uyarlanabilir renk değiştiren malzemeler görsel tanıma, sinyallerin ifadesi ve estetik açısından ilgi çekmektedir. Ten rengini kamufle edebilen ve vücut ısısını düzenleyebilen bir tür olan bukalemun, renk adaptasyonunun doğal dünyasından güzel bir örnek olarak görülebilmektedir. Zhang, araştırması için farklı dalga boylarına duyarlı sentetik renk değiştiren kaplamalar geliştirmek için bukalemundan ilham aldığını açıkladı. İlk kaplama, görünür dalga boylarında (400 ila 700 nm arasında) sıcaklığa duyarlıyken, ikincisi kızılötesi (700 ila 2500 nm arasında) yansıtıcı fotonik kaplamadır.
Kızılötesi kaplama, bir penceredeki kızılötesi ışık yansımasını düzenlemek için kullanılabilir ve bu da iç mekan ısı yönetimine yardımcı olmak için kullanılabilir. Belirgin bir şekilde, bu görünmez “yapısal renklerin” seçici olarak kızılötesi dalga boylarını yansıttığı göz önüne alındığında, pencere görünümünü etkilemeden başarılabilir.
Fotonik Malzemeler Hakkında Daha Fazla Bilgi
Zhang’ın kaplamaları temel olarak, ışığın belirli dalga boylarının yansımasını kolaylaştıran periyodik bir nano yapıya sahip olan fotonik malzemelere dayanmaktadır. Sonuç olarak, yapı yansıtılan renge sahip gibi görünecektir.
Daha da önemlisi fotonik materyaller, absorpsiyon bazlı boyalar gibi renk değiştiren materyallere göre önemli avantajlara sahiptir. İlk olarak, bir fotonik malzeme tarafından sergilenen renk, malzemenin nano yapısı değiştirilerek hassas bir şekilde ayarlanabilmektedir. Bu, malzemenin kimyasal bileşiminde minimum değişikliklerle elde edilebilir ve nano yapının rengini çok çeşitli dalga boylarında ayarlamayı oldukça kolaylaştırmaktadır.
İkincisi, fotonik materyallerin ışığı yalnızca belirli dalga boylarında yansıttığı göz önüne alındığında, görünür ışığa karşı şeffaf olan ancak kızılötesi radyasyon gibi daha uzun dalga boylarını yansıtacak materyaller üretmek mümkündür.
Kaplama Malzemeleri
Zhang’ın araştırması boyunca, çeşitli uyarlanabilir sıcaklığa duyarlı fotonik kaplamalar üretti. Siloksan bazlı kolesterik sıvı kristal polimerler sentezlendi ve daha sonra basit bir film aplikatörü kullanılarak substratlar üzerine kaplandı. Ortaya çıkan fotonik filmler, çevresel sıcaklık değişimlerine hızlı ve tamamen tersine çevrilebilir renk tepkileri gösterdi. Kaplamalar büyütülebilir, bunun sonucunda onları sıcaklık göstergeleri, etkileşimli sanat eserleri, evler ve diğer binalar için kızılötesi seçici yansıtıcı pencereler olarak kullanım için ilginç hale getirebilir.
Kaynak: phys.org
