МОСКВА, 25 июля. /ТАСС/. Исследователи из России разработали уникальный "умный" материал, полимерный фотонный кристалл с эффектом памяти, теряющий яркую окраску при контакте с водой и восстанавливать оригинальный цвет под действием спирта, ацетона или простого прикосновения. Этот материал поможет создать новые формы оптической памяти, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Ключом к успеху стал синтез нового сополимера с очень низкой температурой стеклования. Это сделало его чрезвычайно эластичным и "послушным" при комнатной температуре. Мы не просто создали новый материал; мы разработали целую платформу для реализации устройств обратимой оптической памяти", - пояснила заместитель директора Международного центра теоретической физики имени Абрикосова МФТИ Стелла Кавокина, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Ученые из России и Китая создали уникальный полимер, который сочетает в себе ключевые характеристики двух разных типов высокотехнологичных материалов - фотонных кристаллов и материалов с эффектом памяти. Первые представляют собой сложно устроенные наноконструкции, которые приобретают не характерный для их составляющих цвет за счет сложных взаимодействий составляющих из частиц с падающим на материал светом.
Основа для перезаписываемой оптической памяти
В перспективе, фотонные кристаллы можно использовать для хранения, передачи и обработки информации при помощи вспышек света, однако для этого необходимо было научиться управлять их свойствами и структурой. Российские и китайские ученые сделали большой шаг к решению этой задачи, объединив в одном полимере свойства и фотонных кристаллов, и материалов с эффектом памяти, способных запоминать исходную форму и возвращаться к ней после деформации при определенных внешних стимулах.
Этот полимер изготавливается в несколько этапов. Сначала ученые подготовили форму из плотно уложенных кремнеземных наносфер, пространство между которыми было заполнено смесью из двух полимерных органических молекул, EOEOEA и PEGDA. После их обработки при помощи ультрафиолета и растворения наносфер возник очень гибкий и эластичный сополимер, который обладает яркой окраской в результате взаимодействий между светом и порами в его толще.
Как отмечают ученые, эту окраску можно "стереть", капнув на полимер водой, чье испарение внутри материала создает мощные капиллярные силы, которые деформируют поры и меняют характер их взаимодействий со светом. При обработке спиртом, ацетоном или при простом касании эти силы исчезают, что возвращает материал в исходное состояние. Это позволяет буквально "печатать" на поверхности материала, перенося на нее сложные узоры, и стирать их при необходимости.
По мнению исследователей, данный эффект можно использовать для создания перезаписываемых поверхностей, датчиков и защитных меток. Проведенные ими эксперименты показали, что материал выдерживает десятки циклов перезаписи без потери свойств, а записанные с помощью давления узоры сохраняются в течение многих месяцев, но могут быть мгновенно стерты водой. Они также могут помочь при разработке перезаписываемых дисплеев и носителей информации, подытожили ученые.