Наноструктура крыла бабочки поможет при создании мониторов нового поколения

// // Исследования и разработки //

НанобабочкаВ который раз природа приковывает внимание ученых, пытающихся понять и воссоздать ее творения. Не впервые объектом наблюдения исследователей, работающих с нанотехнологиями, становятся бабочки. На сей раз ученых привлекла окраска их крыльев, которой насекомые обязаны не только пигменту, но и определенной наноструктуре, направляющей свет. Полимерный наноматериал на ее основе может использоваться в электронике - при создании дисплеев, считают ученые. Также достижение можно использовать при создании контактных линз и детекторов газов.

Работой занимались ученые из сингапурского Института исследований материалов и инженерных технологий (Institute of Materials Research and Engineering) под руководством Хонга Йи Лоу (Hong Yee Low).  Как говорит сама Хонг Йи Лоу, - «Меня вдохновила возможность окрашивания без использования краски и не меняя химический состав полимера. Для достижения цели нужно работать со структурой поверхности материала».

К примеру, поверхность крыла бабочки состоит из длинных параллельных волосков диаметром около 150 нм. Между ними находятся небольшие зазоры. Поскольку у волокна крыла и воздуха коэффициент преломления различен и создаются при попадании луча света на поверхность крыла различные световые явления, такие, как рефракция, интерференция. В результате крыло становится ярким и радужным.

Как указывает Лоу, структуру крыла бабочки сложно скопировать. Другие ученые, занимавшиеся этой задачей ранее, задействовали в работе дорогое оборудование и очень времяемкие технологии. Однако сингапурским ученым удалось достичь цели, используя несложную и относительно недорогую методику, известную, как наноимпринтная литография.

В начале исследователи создали нечто вроде литейной формы из двуокиси кремния, имеющей на поверхности параллельные борозды наномасштаба. Затем они размягчили и вдавили в эту форму полимер. После этого полимер был извлечен из формы под определенным углом, что привело к образованию из бороздок на его поверхности столбиков, похожих на волоски. Диаметр каждого столбика составляет порядка 200 нм, а длина – 1200 нм. Структурой ряды столбиков похожи на поваленный ряд костяшек домино.

Когда полученную поверхность осветили, ученые выяснили, что она кажется то радужной, то имеющей один определенный цвет в зависимости от угла падения света. Объясняется это тем, что под одним углом ряды наностолбиков работают, как дифракционная решетка, а под другим превращаются в многослойную отражающую поверхность.

Сейчас ученые занимаются исследованиями свойств различных материалов при такой обработке а также разработке способов практического применения такого структурирования поверхности полимеров. По словам руководителя команды, первым ей в голову пришли контактные линзы, однако сейчас она полагает, что более перспективным является разработка индикаторов для детекторов газов, необходимых в пищевой промышленности. Кроме того, такая технология может заинтересовать производителей различных видов электронных дисплеев.