Ofta tĂ€nker vi att fĂ€rger skapas med olika pigment dĂ€r ljuset som trĂ€ffar pigmentet reflekteras tillbaka i olika vĂ„glĂ€ngder som vĂ„rt öga uppfattar som fĂ€rg. DĂ€rför Ă€r till exempel löv gröna och tomater röda. Men fĂ€rger kan inte bara skapas med pigment. Vissa material fĂ„r fĂ€rg tack vare sin struktur. Strukturella fĂ€rger uppstĂ„r nĂ€r ljuset âstudsarâ i materialet pĂ„ nanoskalan. Man brukar sĂ€ga att ljuset interfererar med sig sjĂ€lvt. Ett exempel frĂ„n naturen Ă€r pĂ„fĂ„gelsfjĂ€drar som i grunden Ă€r bruna men tack vare smĂ„ strukturer i fjĂ€drarna blir grön-blĂ„skimrande.
Nu har forskare vid Linköpings universitet utvecklat en ny enkel metod för att skapa strukturella fÀrger för sÄ kallade reflektiva fÀrgskÀrmar. Den nya tillverkningsmetoden ska i framtiden kunna anvÀndas för att skapa extremt energieffektiva, tunna och lÀtta fÀrgskÀrmar med en bred palett av anvÀndningsomrÄden.
Billiga och enkla
Reflektiva fÀrgskÀrmar skiljer sig frÄn de fÀrgskÀrmar vi i vardagen trÀffar pÄ i bland annat mobiler och datorer. De bestÄr av smÄ lysdioder i fÀrgerna rött, grönt och blÄtt som sitter nÀra varandra för att tillsammans skapa vitt ljus. FÀrgerna i varje lysdiod beror pÄ vilka molekyler den Àr uppbyggd av, det vill sÀga vilket pigment den har. Men att tillverka lysdioder Àr relativt dyrt och komplicerat och tillsammans drar de mycket energi. DÀrför anvÀnds ibland sÄ kallade reflektiva skÀrmar för enklare ÀndamÄl som till exempel minirÀknare, lÀsplattor för e-böcker och i elektroniska etiketter.
Reflektiva skÀrmar ger upphov till bilder genom att kontrollera hur ljus frÄn omgivningen reflekteras, vilket innebÀr att reflektiva skÀrmar inte behöver egen belysning. Men dagens reflektiva skÀrmar Àr ofta svartvita och metoder som tidigare anvÀnts för att försöka fÄ fÀrg i reflektiva skÀrmar Àr komplicerade och har gett varierande resultat.
Ledande plaster
Shangzhi Chen Àr nybliven doktor vid Institutionen för teknik och naturvetenskap vid Linköpings universitet och huvudförfattare till artikeln om nya dynamiska strukturella fÀrgbilder som nu Àr publicerad i tidskriften Advanced Materials.
â Med en enkel metod kan vi fĂ„ fram strukturella fĂ€rgbilder med elektriskt ledande plaster, eller ledande polymerer. Polymeren appliceras pĂ„ spegeln med hjĂ€lp av förĂ„ngning och polymerisering, men innan polymeriseringen belyser vi substratet med UV-ljus. Ju lĂ€ngre tid vi belyser med UV-ljus desto tjockare blir polymerfilmen och pĂ„ sĂ„ sĂ€tt kan vi styra vilka fĂ€rger som ska framtrĂ€da pĂ„ olika stĂ€llen, sĂ€ger Shangzhi Chen.
Metoden kan producera alla fÀrger i det synliga spektret. Dessutom kan fÀrgerna justeras i efterhand med hjÀlp av elektrokemisk variation av polymerens redox-tillstÄnd. Den hÀr egenskapen har tidigare anvÀnts i monokroma displayer och den nya studien visar att samma material kan anvÀndas till fÀrgbilder genom att anvÀnda interferenseffekter.
GĂ„r att skala upp
Enligt Magnus Jonsson, bitrÀdande professor vid laboratoriet för organisk elektronik pÄ Institutionen för teknik och naturvetenskap vid Linköpings universitet, finns det stor potential i metoden och i dagslÀget ligger den nÀrmsta tillÀmpningen troligen i elektroniska etiketter och enklare skÀrmar. Med fortsatt forskning kan Àven mer avancerade skÀrmar tillverkas, tror han.
â Vi tar till oss mer och mer information via digitala skĂ€rmar och om vi kan vara med och bidra till att fler mĂ€nniskor pĂ„ sikt kan fĂ„ tillgĂ„ng till information via billiga och energieffektiva skĂ€rmar Ă€r det en stor vinst. Men det krĂ€vs fortfarande en del forskning innan vi Ă€r dĂ€r och nya projekt Ă€r redan igĂ„ng, sĂ€ger Magnus Jonsson.
Forskningen finansieras av Stiftelsen för strategisk forskning, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, VetenskapsrÄdet, Wenner-Gren Stiftelserna samt regeringens strategiska satsning Avancerade funktionella material vid Linköpings universitet.
Artikeln: "", (2021), Shangzhi Chen, Stefano Rossi, Ravi Shanker, Giancarlo Cincotti, Sampath Gamage, Philipp KuÌhne, Vallery Stanishev, Isak Engquist, Magnus Berggren, Jesper Edberg, Vanya Darakchieva, Magnus P. Jonsson, Advanced Materials, publicerad online 5 juli 2021, doi: 10.1002/adma.202102451
