Rez@ee
28th December 2010, 11:44 AM
کنده‌کاری‌های میکرونی فلزات را به هر رنگی در می‌آورند
مهندسان اپتوالکترونیک دریافته‌اند که می‌توانند با کندن اشکالِ بسیار کوچک روی سطح طلا آن را به هر رنگی درآورند.
http://www.psi.ir/images/news/images2/1389/8/gold890823.jpg
هر رنگ فلزی که بخواهید مشکلی نخواهید داشت به‌شرطی که رنگ مورد نظرتان نقره‌ای باشد! دلیلش دریای الکترون‌ها درون فلز است که نور را در تمام گستره‌ی مرئی، جذب و گسیل می‌کند. به‌جای نقره‌ای باید گفت که فلزات بی‌رنگند. البته استثناهائی وجود دارد از جمله طلا که نور آبی را جذب می‌کند و به رنگ مشخصه‌ی زردش در می‌آید. مس هم نورهای سبز و آبی را جذب می‌کند که باعث می‌شود رنگ نارنجی‌ی سرخگون داشته باشد.
برای آن‌که فلز را به رنگ دیگری درآورد یا باید آن را با مواد دیگر پوشاند و یا روی سطح آن توری‌ی پراش کنده‌کاری کرد که مثلاً در لوح‌های فشرده الگوهای تداخلی‌ی مشخص می‌سازد. اما اینک با پژوهش‌های جیانفا ژانگ و چند دوستش در دانشگاه ساؤت‌همپتون، راه جدیدی پیدا شده است: کنده‌کاری‌ی الگوی تکرارشونده‌ی شکل‌های مختلف روی سطح فلز که از طول‌موج نور مرئی کوچک‌ترند و به‌جای این که باعث تداخل پرتوهای نور شوند خواص دریای الکترون درون فلز – به‌ویژه بس‌آمد تشدید – را تغییر می‌دهند. این تغییر باعث می‌شود بس‌آمدِ نوری که جذب و بازتابانده می‌شود تغییر کند.
با همین روش است که مدتی‌ست پژوهشگران تلاش می‌کنند پوشش‌های نامرئی‌کننده بسازند با این اندیشه که با ساخت ِ بسیار دقیق ِ الگوی شکل‌های کوچک‌تر از طول‌موج موردنظر، می‌توان چگونگی‌ی هدایت نور در "متاماده" را به‌دلخواه شکل داد. ولی ژانگ و همکارانش به‌جای ایجاد ساختارهائی سه‌بُعدی برای تغییر مسیر نور هنگام گذر از ماده، ساختارهائی را در نظر دارند که چگونگی‌ی جذب و بازتابش نور را تغییر دهد. ساختارهائی که از عهده‌ی کار بر می‌آیند حلقه‌های بسیار کوچکند که روی سطح کنده شوند. تیم پژوهشی بر اساس محاسبه‌هاشان انتظار دارند صرفاً با تغییر اندازه و عمق این حلقه ها بتوانند طلا یا آلومینیوم را به هر رنگی در بیاورند و حتی نتیجه‌ی کارشان را با حلقه‌ئی نازک ازجنس طلا به نمایش گذاشته‌اند (شکل بالا را ببینید).
نکته‌ی جالب ِ این روش آن است که امکان می‌دهد رنگ و در واقع تمام پاسخ طیفی‌ی فلز را بدون تغییر خواص دیگری مانند رسانندگی، سختی، و جلا، کنترل کرد. انجام چنین کاری با مواد پوشاننده بسیار سخت است. جیانگ و همکارانش به دو کاربرد دیگر نیز اشاره می‌کنند. واضح‌ترین کاربرد، البته، دادن ِ شکلی زیبا به کالاهای قیمتی‌ست، به عبارت دیگر جواهرسازی با فناوری‌ی عالی. ایده‌ی دیگر، با توجه به مشکل‌بودن این روش، کاربرد آن به صورت سازوکاری برای مقابله با تقلب و ساخت کارت‌های اعتباری و اسکناس‌های جعلی‌ست. کاربردهای متنوع دیگری نیز وجود دارد و پژوهشگران منتظر پیشنهادهای شما هستند.
مرجع: کنترل رنگ فلزات: متاماده‌های کنده‌کاری‌شده ونقش برجسته: arxiv.org/abs/1011.1977 (http://arxiv.org/abs/1011.1977)
منبع خبر:
Micro Carvings Make Metals Glisten In Any Colour
http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/26007/
مهندسان اپتوالکترونیک دریافته‌اند که می‌توانند با کندن اشکالِ بسیار کوچک روی سطح طلا آن را به هر رنگی درآورند.
http://www.psi.ir/images/news/images2/1389/8/gold890823.jpg
هر رنگ فلزی که بخواهید مشکلی نخواهید داشت به‌شرطی که رنگ مورد نظرتان نقره‌ای باشد! دلیلش دریای الکترون‌ها درون فلز است که نور را در تمام گستره‌ی مرئی، جذب و گسیل می‌کند. به‌جای نقره‌ای باید گفت که فلزات بی‌رنگند. البته استثناهائی وجود دارد از جمله طلا که نور آبی را جذب می‌کند و به رنگ مشخصه‌ی زردش در می‌آید. مس هم نورهای سبز و آبی را جذب می‌کند که باعث می‌شود رنگ نارنجی‌ی سرخگون داشته باشد.
برای آن‌که فلز را به رنگ دیگری درآورد یا باید آن را با مواد دیگر پوشاند و یا روی سطح آن توری‌ی پراش کنده‌کاری کرد که مثلاً در لوح‌های فشرده الگوهای تداخلی‌ی مشخص می‌سازد. اما اینک با پژوهش‌های جیانفا ژانگ و چند دوستش در دانشگاه ساؤت‌همپتون، راه جدیدی پیدا شده است: کنده‌کاری‌ی الگوی تکرارشونده‌ی شکل‌های مختلف روی سطح فلز که از طول‌موج نور مرئی کوچک‌ترند و به‌جای این که باعث تداخل پرتوهای نور شوند خواص دریای الکترون درون فلز – به‌ویژه بس‌آمد تشدید – را تغییر می‌دهند. این تغییر باعث می‌شود بس‌آمدِ نوری که جذب و بازتابانده می‌شود تغییر کند.
با همین روش است که مدتی‌ست پژوهشگران تلاش می‌کنند پوشش‌های نامرئی‌کننده بسازند با این اندیشه که با ساخت ِ بسیار دقیق ِ الگوی شکل‌های کوچک‌تر از طول‌موج موردنظر، می‌توان چگونگی‌ی هدایت نور در "متاماده" را به‌دلخواه شکل داد. ولی ژانگ و همکارانش به‌جای ایجاد ساختارهائی سه‌بُعدی برای تغییر مسیر نور هنگام گذر از ماده، ساختارهائی را در نظر دارند که چگونگی‌ی جذب و بازتابش نور را تغییر دهد. ساختارهائی که از عهده‌ی کار بر می‌آیند حلقه‌های بسیار کوچکند که روی سطح کنده شوند. تیم پژوهشی بر اساس محاسبه‌هاشان انتظار دارند صرفاً با تغییر اندازه و عمق این حلقه ها بتوانند طلا یا آلومینیوم را به هر رنگی در بیاورند و حتی نتیجه‌ی کارشان را با حلقه‌ئی نازک ازجنس طلا به نمایش گذاشته‌اند (شکل بالا را ببینید).
نکته‌ی جالب ِ این روش آن است که امکان می‌دهد رنگ و در واقع تمام پاسخ طیفی‌ی فلز را بدون تغییر خواص دیگری مانند رسانندگی، سختی، و جلا، کنترل کرد. انجام چنین کاری با مواد پوشاننده بسیار سخت است. جیانگ و همکارانش به دو کاربرد دیگر نیز اشاره می‌کنند. واضح‌ترین کاربرد، البته، دادن ِ شکلی زیبا به کالاهای قیمتی‌ست، به عبارت دیگر جواهرسازی با فناوری‌ی عالی. ایده‌ی دیگر، با توجه به مشکل‌بودن این روش، کاربرد آن به صورت سازوکاری برای مقابله با تقلب و ساخت کارت‌های اعتباری و اسکناس‌های جعلی‌ست. کاربردهای متنوع دیگری نیز وجود دارد و پژوهشگران منتظر پیشنهادهای شما هستند.
مرجع: کنترل رنگ فلزات: متاماده‌های کنده‌کاری‌شده ونقش برجسته: arxiv.org/abs/1011.1977 (http://arxiv.org/abs/1011.1977)
منبع خبر:
Micro Carvings Make Metals Glisten In Any Colour
http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/26007/