Хамелеон-вдохновленные нанолазеры обещают продвижение в гибких дисплеях

Как хамелеон меняет свой цвет от зеленого до бирюзового до розового до оранжевого, принципы дизайна природы работают. Комплексная наномеханика ненавязчиво и без усилий работает, чтобы замаскировать кожу ящерицы, чтобы выглядеть как ее окружающая среда.

Роман nanolaser использует тот же механизм изменения цвета, который хамелеон использует для маскировки его кожи. (Image credit: Northwestern University)

Команда исследователей из Северо-западного университета построила уникальный нанолазер, вдохновленный природой, который меняет цвета, применяя тот же механизм, что и хамелеоны. Работа может проложить путь для развития гибких оптических дисплеев в пригодных для носки фотонных устройствах, телевизорах и смартфонах и ультрачувствительных датчиках, которые измеряют напряжение.

« Хамелеоны могут легко менять цвета, контролируя расстояние между нанокристаллами на их коже, что определяет цвет, который мы наблюдаем» сказал, что Тери У. Одом, Чарльз Э. и Эмма Х. Моррисон Профессор Химии в Северо-западном колледже искусств и наук Вайнберга. « Эта окраска, основанная на структуре поверхности, является химически стабильной и надежной».

Исследование было сообщено онлайн вчера в журнале Nano Letters. Одом, который является ассоциированным директором Международного института нанотехнологий в Северо-западном регионе, и Джордж К. Шац, Чарльз Э. и Эмма Х. Моррисон, профессор химии в Вайнберге, работали в качестве соавторов статьи.

Подобно тому, как хамелеон использует расстояние между нанокристаллами на своей коже, лазер исследователя управляет периодическими массивами металлических наночастиц на растяжимой полимерной матрице. Когда матрица растягивается, чтобы вытащить наночастицы дальше друг от друга или сжимать их, чтобы объединить их, длина волны, выведенная из лазера, изменяет длину волны, что также изменяет ее цвет.

" Следовательно, путем растягивания и высвобождения эластомерного субстрата мы могли бы выбрать цвет излучения по желанию", Одом сказал.

Полученный лазер является настраиваемым, сильным, обратимым и обладает высокой чувствительностью к деформации. Эти свойства имеют решающее значение для приложений в интегральных фотонных схемах, чувствительных оптических дисплеях и мультиплексированной оптической связи.

Исследованию помог Национальный научный фонд (номер награды DMR-1608258) и стипендия факультета Ванневар Буша из Министерства обороны США (номер награды N00014-17-1-3023). Danqing Wang, аспирант в лаборатории Одома, работал первым автором статьи.

Source link