Ученые из Национального института науки и технологий (NIST) создали крошечные «наностолбики» для управления цветом и плотностью падающего света. Они решили в качестве эксперимента воспроизвести в цифровом виде знаменитую картину голландского мастера Йоханнеса Вермеера «Девушка с жемчужной сережкой», написанную светом.
По словам авторов разработки, она позволит передавать свет определенных цветов с необходимой интенсивностью. Ученые стремились имитировать природу с помощью нанотехнологий, способных создавать структурные цвета, просто изменяя размеры наноструктур. Такие цвета встречаются в природе повсеместно. Один из примеров — цвета крыльев бабочек, которые определяет хитиновая чешуя.
Разработанные учеными наностолбики — это тип наноструктуры уникальной формы с заостренным верхом. Они изготовлены из диоксида титана на стеклянных предметных стеклах с эллиптическим поперечным сечением. Изменяя угол длинной оси вместе с поляризацией входящего белого света и сочетая это со специальным поляризационным фильтром на задней стороне предметного стекла, команда смогла настроить интенсивность света, передаваемого наностолбиками. Они работают так же, как поляризованные солнцезащитные очки: чем больше угол поворота поляризации, тем больше интенсивность проходящего света.
Массивы наностолбиков освещали белым светом для получения определенных цветов (красный, синий и зеленый), просто меняя размеры (в данном случае — ширину) этих структур.
Картину Вермеера выбрали для эксперимента из-за того, что она изобилует светотенью. Сначала исследователи изготовили цифровую копию полотна длиной всего 1 миллиметр, а затем использовали ее для создания матрицы, состоящей из миллионов наностолбиков. Группы из пяти наностолбиков (один красный, два зеленых и два синих), ориентированных под нужными углами смогли воспроизвести оригинал с миллиметровым размером.
Результаты оказались весьма впечатляющими, удалось даже сохранить текстуру масла.
Эти структуры могут стать многообещающей альтернативой для производства солнечных пан��лей. Их также можно использовать для создания антибактериальных поверхностей. Кроме того, наностолбики можно применять для создания структурных цветов.
См. также: «Прозрачная энергия: превращение окон в солнечные панели»
