聚合物基光子晶體在溫度、光、應(yīng)變或其他刺激下會顯著改變顏色。研究人員從蝴蝶翅膀和孔雀羽毛中獲得靈感，開發(fā)了用于傳感器開發(fā)的新型光子材料，可用于多種應(yīng)用。

由英國薩里大學和蘇塞克斯大學的研究人員領(lǐng)導的一個科學家小組開發(fā)出了一種柔性光子晶體，它可以根據(jù)材料結(jié)構(gòu)而不是色素來改變顏色，這是一些鳥類和昆蟲制造這種現(xiàn)象的原因。蘇塞克斯大學數(shù)學與物理學院實驗物理學教授在一份新聞聲明中說:“雖然大自然用了數(shù)百萬年的時間開發(fā)了這些材料，但我們正在用更短的時間慢慢趕上?！边@些晶體為設(shè)計能夠?qū)?、溫度或?yīng)變等刺激作出反應(yīng)的眾多傳感器鋪平了道路，使它們適合用于醫(yī)療保健、食品安全，甚至預測地震等方面。研究人員說，這些基于光子晶體的傳感器將通過在自然光下由強烈的綠色轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞎r的藍色來工作。另外，當加熱時，綠色會變成透明，顯示出材料的另一個潛在指標。

眾多應(yīng)用

薩里大學工程和物理科學學院軟物質(zhì)物理學講師說，光子晶體是基于聚合物的蛋白石，含有溶解剝離的原始石墨烯。她說這使它們“看起來很漂亮”，但更重要的是，使它們在傳感應(yīng)用方面具有潛力。

為了設(shè)計這種晶體，研究人員結(jié)合了許多科學學科和工藝過程。他們使用二維納米材料的液體處理和光學建模來制造這些材料，其中包含用于制造常用產(chǎn)品的聚合物粒子，如墨水和油漆。為了制造出成品光子晶體并實現(xiàn)其功能，研究人員將石墨烯分散到與可見光波長相當?shù)木嚯x上。

這些材料的潛在應(yīng)用包括用于智能包裝的時間/溫度指示器，如果易腐品經(jīng)歷了不合適的時間/溫度歷史，就可以提供視覺指示。另一個是生物識別和防偽應(yīng)用，可以利用晶體的壓力響應(yīng)和形狀來記憶某些特性。這些材料還可用于生物傳感和監(jiān)測以及醫(yī)療安全應(yīng)用。目前科學家們正在與蘇塞克斯的材料開發(fā)公司合作，使材料商業(yè)化及其在傳感器技術(shù)中的得到應(yīng)用。