Vom Chamäleon inspirierte Farbwechselbeschichtung
Forscher haben die Synthese eines äußerst robusten biomimetischen Films aus thermisch reagierenden photonischen Kristallen durch die Einführung thermochromer Farbstoffe demonstriert.
Thermisch reagierende photonische Kristalle (TRPC) sind intelligente, reaktionsfähige Materialien, die die Übertragung elektromagnetischer Wellen dynamisch koordinieren und thermische Reize in optische Signale und strukturelle Farbänderungen umsetzen können. Die Entwicklung eines robusten TRPC bleibt jedoch eine große Herausforderung, da der thermochrome Mechanismus instabiler, dramatischer Volumenänderungen die Struktur photonischer Kristalle (PC) zusammenbrechen lässt.
Vernachlässigbare Farbschwankungen
Die Forscher zeigen nun einen äußerst robusten und flexiblen TRPC-Film nach dem Vorbild des Chamäleons, der thermochrome Farbstoffe (TDs) mit PC für eine synergistische Reaktion kombiniert. Selbst nach 2000 Farbwechselzyklen gibt es nur vernachlässigbare Farbschwankungen, was darauf zurückzuführen ist, dass sich die Gitterparameter während des thermischen Reizes nicht ändern. Darüber hinaus werden sowohl positive (Transparenz zu undurchsichtiger Farbe) als auch negative (undurchsichtige Farbe zu Transparenz) TDs in TRPC eingeführt, wodurch ein vollfarbiges, thermisch reagierendes RGB-System entsteht. Die Reaktion der Positiv-TRPC- und Negativ-TRPC-Temperaturen betrug 32,0 bzw. 50,5 °C. Es wurde ein TRPC-Film entwickelt, der sich an die Umweltbedingungen anpassen lässt und einen vielversprechenden Weg für den Fälschungsschutz, die Steganografie und intelligente Fenster bietet.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 183, Oktober 2023, veröffentlicht.