211service.com
Mikroudskæringer får metaller til at skinne i enhver farve
Når det kommer til metal, kan du have en hvilken som helst farve, så længe den er sølv. Det skyldes, at havet af elektroner i de fleste metaller absorberer og udsender lys over hele det optiske område. I stedet for sølv er metaller faktisk farveløse.
Der er selvfølgelig undtagelser. Guld absorberer blåt lys, og dette giver sin karakteristiske gule farve. Og kobber absorberer blåt og grønt lys, så det ser rødligt orange ud.
Andre farver er svære at finde uden at belægge metallet eller skære et diffraktionsgitter på dets overflade for at producere et karakteristisk interferensmønster, som dem fra en CD.
Men nu er der en anden vej takket være noget interessant arbejde af Jianfa Zhang ved University of Southampton og et par venner. Deres idé er at skære en anden type gentagende mønster på overfladen af et metal.
Disse mønstre er mindre end bølgelængden af synligt lys. I stedet for at få lyset til at forstyrre, virker de ved at ændre egenskaberne af elektronhavet i metallet - især dets resonansfrekvens. Dette ændrer frekvensen af lys, det absorberer og reflekterer.
Dette er den samme teknik, som forskere har brugt i nogen tid til at bygge usynlighedskapper. Ideen er, at forskere ved omhyggeligt at bygge gentagne mønstre af subbølgelængdestrukturer kan skræddersy den måde et metamateriale kan styre lyset på.
Men i stedet for at skabe 3D-strukturer, der styrer lyset, når det passerer gennem materialet, skærer Zhang og co de relevante strukturer på overfladen for at kontrollere, hvordan lys absorberes og reflekteres.
De strukturer, der gør tricket, er små ringe skåret ind i overfladen. Holdet beregner, at de kan få guld eller aluminium til at se næsten enhver farve ud blot ved at variere størrelsen og dybden af disse ringe. De har endda demonstreret teknikken på et tyndt lag guld (se billedet ovenfor).
Det interessante ved teknikken er, at det giver ingeniører en måde at kontrollere farven, ja faktisk hele den spektrale respons, af metallet uden at ændre dets andre egenskaber, såsom dets ledningsevne, hårdhed og glans. Det er svært at gøre ved at bruge belægninger.
Jiang og co nævner et par ansøgninger. En oplagt er at give varer af høj værdi en ekstra æstetisk appel. Med andre ord at lave højteknologiske smykker. En anden idé, i betragtning af vanskeligheden ved at gengive effekten, er som en anti-falskningsmekanisme på pengesedler og kreditkort.
Der er helt sikkert et utal af andre applikationer. Forslag i kommentarfeltet tak.
Ref: arxiv.org/abs/1011.1977 : Styring af metallers farve: Dybtryk og basreliefmetamaterialer