Farverige Butterfly Wings Inspirer Falsk-Bevis Tech

{h1}

Et nyt fotonisk materiale, der diffraderer lys på samme måde som en sommerfuglens vinger, kan bruges til at narre forfalskere og forbedre solcellernes effektivitet.

For at stoppe identitetstyv og forfalskere søger en gruppe forskere inspiration fra en usandsynlig kilde: sommerfugle.

For at tiltrække en kompis, den mandlige Pierella Luna sommerfugl i Latinamerika bruger sin wingsto udføre et avanceret optisk trick kendt som omvendt farve diffraktion. Takket være mikrostrukturen af ​​sine vinger - lavet af små skalaer krøllet lidt opad i slutningen for at diffradere lys - sommerfuglen ser ud til at ændre farve, når den ses fra forskellige vinkler.

Nu har forskere ved Harvard University fundet ud af en måde at bruge kunstige fotoniske materialer til at efterligne Pierella Lunas attraktive lys show. De har skabt det såkaldte diffraktionsgitter, en overflade, der splitter hvidt lys ind i dets individuelle bølgelængder og sender disse farver, der bevæger sig i forskellige retninger. Når det fotoniske materiale ses fra en vinkel, ser det ud til at være en farve, men fra en anden vinkel synes farven at ændre sig, ifølge studieforfatteren Mathias Kolle, medlem af Harvard-forskerholdet og en assisterende professor i maskinteknik ved Massachusetts Institute of Technology (MIT). [Butterfly Gallery: Beautiful Wings Take Flight]

Hvis du nogensinde har ejet en cd, har du sikkert set vidne til normal farve diffraktion i aktion, fortæller Kolle WordsSideKick.com. Forestil dig at lægge en cd skinnende side op på et bord og derefter skinne et lys på det. Forskellige farver vises på cd'ens skinnende overflade, afhængigt af hvordan du bevæger dit hoved.

Dette skyldes, at de små data spor, der gør det muligt for dig at lytte til cd'en også tjene som diffraktionsgitter, opdele hvidt lys i dets forskellige bølgelængder af farve.

Men dette optiske trick er mere end bare noget at stirre på; Det kan også blive brugt til gode, siger forskerne.

"Vi troede, at der kunne være nogen fordel for et så unikt [materiale] i sikkerhedsudskrivning," sagde Kolle. "Eller potentielt kunne vi skræddersy udgangen af ​​lysemitterende enheder ved at sætte en sådan struktur oven på dem. Materialet kunne også belægge solpanelerne for at manipulere, hvor let lys ind i de enkelte celler, tilføjede han.

Det er det nye fotoniske materiales mikrostruktur, der kunne gøre det værdifuldt for en række applikationer. Det supertynne transparente materiale består af en række mikroskopiske plader eller skalaer, der efterligner dem, der udgør den Pierella Luna 's fløj. Hver plade er omkring 18 mikrometer høj - ca. en femtedel af et menneskeligt hårs diameter - og hver har en skulpteret eller kantet kant. Rygene på hver plade ser ud som små linjer, der løber gennem materialet og er adskilt omkring 500 nanometer fra hinanden.

I nært hold ser mikrostrukturen af ​​det nye fotoniske materiale lidt ud som notebooks opstillet på en række.

I nært hold ser mikrostrukturen af ​​det nye fotoniske materiale lidt ud som notebooks opstillet på en række.

Kredit: Mathias Kolle / Harvard

"Det er som om du tager en notesbog og sætter den på sin side, står op, og så sætter du mange notesbøger i samme afstand fra hinanden. Det er den grundlæggende struktur," sagde Kolle.

Alle disse funktioner - både pladerne selv og højderne, der løber gennem dem - kan manipuleres for at skabe forskellige optiske effekter, sagde Kolle. Ved at ændre højde størrelse og afstand mellem pladerne eller højderne kan forskerne ændre, hvordan materialet diffraderer lys - en funktion, som Kolle kalder "tunability".

Materialet er også ret vanskeligt at genskabe, sagde Kolle, hvorfor han mener, at det kunne bruges til at gøre mere sikre sedler eller pas. Hvis det bruges til sådanne formål, ville det give disse trykte objekter en såkaldt "optisk signatur", sagde han.

Evnen til at tune materialet til specifikke bølgelængder kunne også gøre det værdifuldt for producenter af solceller eller lysdioder (LED'er), der anvendes indenfor forbruger elektroniske enheder. Begge disse produkter skal være så effektive som muligt på måder, hvorpå de absorberer eller frigiver lys, siger forskerne.

"Vi håber også, at vi kan skræddersy disse strukturer for at øge lysets koblingseffektivitet til en solcelle. Og det er det omvendte problem med lysemitterende enheder: Lyset skal komme ud af LED'en, og vi tror, ​​at vi kan forbedre Out-koblingseffektiviteten fra LED'er, "sagde Kolle. Øget koblingseffektivitet betyder, at lyset kommer ind i en solcelle eller forlader en LED på en mere præcis måde, hvilket resulterer i et stærkere og længerevarende optisk signal, tilføjede han.

Undersøgelsen blev offentliggjort online i dag (6. oktober) i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.

Følg Elizabeth Palermo @techEpalermo. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com