I ricercatori dell’Indian Institute of Science hanno sviluppato film flessibili che, quando allungati, mostrano un cambiamento di colore in risposta alla deformazione meccanica.
Pellicole che, quando vengono allungate, mostrano un cambiamento di colore in risposta alla deformazione meccanica, consentendo di produrre più spettri strutturali sensibili agli stimoli meccanici. A progettarle i ricercatori dell’Indian Institute of Science (IISc) di Bangalore, in India, i quali hanno ideato una tecnica economica e scalabile in un unico passaggio che prevede l’evaporazione del gallio metallico per formare particelle di dimensioni nanometriche su un substrato flessibile. Il team ha anche dimostrato che queste pellicole possono essere usate in una varietà di applicazioni: dalle bende intelligenti e sensori di movimento ai display riflettenti.
Oltre l’ostacolo
“Questa è la prima volta che un metallo liquido come il gallio viene utilizzato per la fotonica“, afferma Tapajyoti Das Gupta, autore corrispondente dello studio pubblicato su Nature Nanotechnology.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno cercato di progettare materiali in grado di cambiare colore in risposta a uno stimolo meccanico esterno.
Il team dell’IISc ha iniziato a sperimentare con il gallio, che non era ancora stato studiato, perché la sua elevata tensione superficiale limita la formazione di nanoparticelle. Il gallio è un metallo liquido a temperatura ambiente e le sue nanoparticelle hanno dimostrato di avere forti interazioni con la radiazione elettromagnetica.
Il processo sviluppato dagli scienziati indiani riesce a superare la barriera della tensione superficiale per produrre nanoparticelle di gallio, usando abilmente le proprietà di un substrato chiamato polidimetilsilossano (PDMS), un polimero biocompatibile, composto da due componenti liquidi, un oligomero e un reticolante, che reagiscono tra loro per formare un polimero solido. Quando il substrato viene allungato, gli oligomeri liquidi penetrano negli spazi tra le nanoparticelle e modificano la dimensione dello spazio e la loro interazione con la luce, determinando così il cambiamento osservato nella colorazione.
“Abbiamo dimostrato che il substrato PDMS non solo mantiene la struttura, ma svolge anche un ruolo attivo nel determinare la struttura delle nanoparticelle di gallio e la conseguente colorazione“, spiega Renu Raman Sahu, autore principale dello studio. Anche dopo 80.000 cicli di allungamento, il materiale è stato in grado di mostrare un cambiamento di colore ripetibile, risultando quindi affidabile.
