Rimpels op nanoschaal op films kunnen levendige kleurpatronen weergeven of verbergen

Een onderzoeksteam, geleid door professor Taesung Kim van de afdeling Werktuigbouwkunde bij UNIST, meldt de ontwikkeling van een technologie die gebruik maakt van rimpels op nanoschaal gevormd op transparante films om kleurpatronen weer te geven of te verbergen, zoals de traditionele Koreaanse danancheongontwerpen, door de film te vouwen en te ontplooien.

Het werk is gepubliceerd in het dagboek Geavanceerde functionele materialen.

De ontwikkelde technologie is gebaseerd op het principe van structurele kleuring. Structurele kleuren ontstaan ​​wanneer licht interfereert met nanostructuren. Net zoals kameleons of pauwen blauwe kleuren kunnen produceren zonder blauwe pigmentcellen vanwege hun huid- of veernanostructuren, maakt deze technologie gebruik van rimpels op nanoschaal om hetzelfde effect te bereiken.

Het onderzoeksteam gebruikte deze nanostructuren om rimpels te maken, die alleen verschijnen wanneer de film is gebogen, waardoor het display of het verbergen van kleuren mogelijk is. Door de afstand en de hoogte van de rimpels aan te passen, kunnen een verscheidenheid aan kleuren worden gegenereerd.

Om ervoor te zorgen dat rimpels alleen verschijnen wanneer de film is gebogen, is een tweelaagse filmstructuur ontworpen. Een rigide film wordt over een flexibele geplaatst, waardoor rimpels op nanoschaal op het oppervlak van de rigide film worden gevormd vanwege de fysieke eigendomsverschillen tussen de twee lagen wanneer kracht wordt uitgeoefend.

Dit principe is vergelijkbaar met hoe rimpels zich vormen op de epidermis bij het knijpen van de huid met de duim en wijsvinger vanwege verschillen in dichtheid tussen de epidermale en dermale lagen.

Met behulp van een dubbele fotolithografietechniek creëerde het onderzoeksteam rimpelpixels met verschillende afstand en hoogten op een enkele film. De rimpels hadden afstand van 800 tot 2.400 nm en hoogten van 100 tot 450 nm, wat hun vermogen bevestigde om kleuren over het gehele zichtbare spectrum te produceren.

Bovendien heeft het team met succes Dancheong -ontwerpen met succes gevormd op basis van de rimpelpixels. Deze ontwerpen verschenen alleen toen de transparante film werd gebogen en keerde terug naar een transparante toestand toen de kracht werd vrijgegeven.

Professor Kim verklaarde: “Deze technologie maakt het mogelijk om variabele structurele kleuren te maken via een eenvoudig proces. In tegenstelling tot bestaande op kleurstof gebaseerde technologieën, vervagen de kleuren niet in de loop van de tijd, waardoor het zeer competitief is, niet alleen voor anti-counterfeiting-applicaties, maar ook voor stimuli-responsieve slimme displays.”

Bovendien is de technologie een licentie voor NBST, een binnenlands anti-concurrentief-oplossingsbedrijf, voor commercialisering.