ساخت آلیاژی با قابلیت رنگ عوض کردن در هنگام تغییر دما

به گزارش مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، در این آلیاژ از نانوساختارها و فلزات سیال استفاده شده است. با افزایش دما، ساختار این آلیاژ بگونه ای تغییر می کند که در نهایت رنگ آن عوض می شود.

پژوهشگران با الهام از آفتاب‌پرست که دربرابر تغییر رنگ محیط جواب می دهد، روشی عرضه کردند که در آن فلز مایع و احتمالا فلزات جامد، بتوانند در پاسخ به گرما، ساختار سطحی خود را تغییر دهند.

محققان دانشگاه ایالتی آیووا در مقاله ای با عنوان Chameleon Metals:Autonomous Nano- Texturing and Composition Inversion on Liquid Metals Surfaces” که در نشریه Angewandte Chemie به چاپ رساندند نشان دادند که چطور ذرات بسیار کوچک از آلیاژ فلزی در اثر گرمادهی میتوانند سطح خود را با استفاده از نانوسیم یا کره تغییر دهند.

مارتین تو از پژوهشگران این پروژه می گوید: شما با کنترل گرما میتوانید الگوی سطح را کنترل کنید. این فن آوری میتواند الهام بخش طراحی سیستم های آلیاژی هوشمند باشد که در آنها عوامل محیطی مانند دما میتواند روی ساختار ترکیب شیمیایی اثر گذارد و این کار برای کاربردهای مختلفی مثل حسگری یا کاتالیست مورداستفاده قرار گیرد.

این گروه تحقیقاتی برای انجام این پروژه با آلیاژ فلزی از جنس گالیم ایندیم قلع کار خود را آغاز کرد. این آلیاژ روی سطح یک زیرلایه صاف تثبیت می شود. زمانیکه ذرات گرمادهی میشوند، ضخامت سطح و سفتی آن تغییر کرده و صلب می شوند. در نهایت سطح شکسته می شود و به این ترتیب فلز مایع داخل آن به سطح می رسد. گالیم که واکنش پذیرترین است ابتدا می شکند. گرمای بیشتری توسط گالیم به سطح میرسد و این کار باعث نورانی شدن قلع می شود.

این حرکت از زیرلایه به سطح موجب می شود که ذرات فلز مایع بصورت مستمر تغییر کنند و ترکیب شیمیایی عوض شود. این ذرات به سطح معینی از دما پاسخ داده و هر عنصر با یک دمای خاصی رهاسازی می شود. در نتیجه میتوان گفت که این آلیاژ رفتاری شبیه به آفتاب‌پرست داشته با این تفاوت که آفتاب‌پرست به تغییر نور پاسخ می دهد ولی در اینجا به تغییرات دما پاسخ داده می شود و تغیر رنگ اتفاق می افتد.

با این فن آوری پژوهشگران میتوانند جواب دقیق فلزات را پیش بینی و برنامه ریزی کنند و از آن برای فعالیت هایی نظیر کاتالیزور استفاده کنند.