나노 소재는 로봇에 색상 변경 속성을 제공합니다.

금 나노입자로 만들어진 새로 개발된 필름은 로봇이 카멜레온과 문어와 같은 생물의 위장 유형과 피부색 속성을 채택할 수 있게 합니다. 이 소재는 모든 유형의 움직임에 따라 색상이 변할 수 있습니다. 

이 자료는 UC Riverside 과학자들에 의해 만들어졌으며 다음 문서에 기록되었습니다. 종이 에 게시 자연 통신 l일주일.

이 소재는 자연에서 색상 변화를 모방하는 데 사용되는 다른 소재와 다릅니다. 이 필름은 굽힘 및 비틀림을 포함한 모든 유형의 움직임에 따라 변경될 수 있습니다. 이 재료는 로봇 외부에 적용되어 인간에게 위험하거나 심지어 불가능한 환경에 들어갈 수 있도록 합니다. 

이러한 환경 중 일부는 들어가기가 매우 어려운 수중 틈새와 같은 장소를 포함할 수 있습니다. 이 자료의 또 다른 가능한 이점 중 하나는 생물학자들이 이 자료를 사용하여 이러한 환경에 있는 동물과 그들이 직면하는 압력에 대해 배울 수 있다는 것입니다. 

움직임에 따라 색상이 변하는 특성을 가진 다른 재료가 있지만 금 나노입자 필름은 복잡한 패턴을 표시하도록 인쇄 및 프로그래밍할 수 있습니다. 

나노물질과 자석

나노소재는 초소형화한 소재입니다. 너비와 길이가 수십 나노미터 정도인 바이러스 크기일 수 있습니다. 은과 금과 같이 크기, 모양 및 향하는 방향에 따라 색상이 변하는 특정 재료가 있습니다. 

“우리의 경우 금을 나노 크기 막대로 줄였습니다. 우리는 막대를 특정 방향으로 향하게 할 수 있다면 색상을 제어할 수 있다는 것을 알고 있었습니다.”라고 화학 교수인 Yadong Yin은 말했습니다. “한 쪽을 향하면 빨갛게 보일 수 있습니다. 45도 움직이면 녹색으로 바뀝니다.”

연구팀의 과제 중 하나는 수백만 개의 금 나노막대를 액체 용액에 띄우고 모두 같은 방향을 가리키며 균일한 색상을 표시하도록 하는 것이었습니다. 

이 문제를 해결하기 위해 팀은 더 큰 금 자석 나노로드를 가져와 더 작은 것을 융합했습니다. 그런 다음 쌍을 폴리머 실드로 캡슐화하여 나란히 유지한 다음 두 막대의 방향을 제어하기 위해 자석을 사용할 수 있었습니다.

“마치 바늘 더미 위에 자석을 올려놓으면 모두 같은 방향을 가리킵니다. 그것이 우리가 색상을 제어하는 ​​방법입니다.”라고 Yin이 말했습니다.

나노로드는 박막으로 건조되고 방향이 제자리에 고정된 후 자석에 대한 응답을 멈춥니다. 

"그러나 필름이 유연하면 구부리거나 회전할 수 있으며 방향이 바뀌면 여전히 다른 색상을 볼 수 있습니다."라고 Yin은 말했습니다.

미래형 로봇 및 통화 인증

주요 목표는 이 재료를 미래형 로봇에 사용하는 것이지만 다른 응용 프로그램도 있습니다. 논문 제XNUMX저자인 UC 리버사이드 화학자 Zhiwei Li에 따르면 이 필름은 수표나 현금으로 사용할 수 있으며 인증 기능도 할 수 있다. 필름이 일반 조명에 노출될 때마다 회색이지만 편광 렌즈를 사용하면 정교한 패턴이 나타납니다. 뒤틀림과 같은 움직임은 필름의 색상 대비를 변경할 수도 있습니다. 

연구팀은 끝없는 양의 응용 프로그램을 봅니다. 

"예술가들은 이 기술을 사용하여 보는 각도에 따라 완전히 다른 매혹적인 그림을 만들 수 있습니다."라고 Li는 말했습니다. "우리 작업의 과학이 예술의 아름다움과 어떻게 결합될 수 있는지 보는 것은 정말 멋질 것입니다."