ساخت بال‌هاي پروانه در ابعاد نانو

[azarafrooz 14221]

تيمي تحقيقاتي از دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا و دانشگاه مادريد فناوري نويني را به‌‌منظور شبيه‌‌سازي برخي ساختارهاي زيستي مثل بال‌‌هاي پروانه در مقياس نانو توسعه داده‌‌اند که در توليد ساختارهاي فعال نوري مانند ديفيوزرهاي نوري موجود در صفحات خورشيدي کاربرد دارند.

 

رنگ‌‌هاي حشرات و جلوه‌‌ي رنگين‌‌کماني آنها و يا توانايي آنها در ايجاد جلاي فلزي، بستگي به ساختارهاي فتونيک بسيار نازک در ابعاد نانو را دارد که در ذات آنها موجود است.

 

دانشمندان بر روي اين ساختارهاي زيستي تمرکز کرده‌‌اند تا ابزاري را توسعه دهند که ويژگي‌‌هاي انتشار نور را داشته باشند.

 

رائول مارتين پالما از دانشگاه مادريد مي‌‌گويد: «اين فناوري، در موسسه تحقيقات مواد دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا توسعه يافته و با کمک اين فناوري، مي‌‌توان نوعي ساختارهاي زيستي را در مقياس نانو توليد کرد.»

 

اين محققان، صفحات زيستي کيتيني بسيار نازک و پهني را ساخته‌‌اند؛ اين نانوساختارها مشابه بال‌‌هاي پروانه هستند. ظاهر اين ضمائم بيش از آنکه با رنگدانه‌‌هاي موجود در بال‌‌هاي پروانه (که رنگ شيميايي را ظاهر مي‌‌کند) مرتبط باشند، با ساختار نانومتريک متناوب (که تعيين‌‌کننده‌‌ي رنگ فيزيکي است) مرتبط هستند.

 

براي خلق يک ماده‌‌ي زيستي جديد، تيم تحقيقاتي فوق، از ترکيباتي با پايه‌‌ي ژرمانيوم، سلنيوم و استيبيوم (GeSeSb) و از نوعي فناوري بنام (Conformal-Evaporated-Film-by-Rotation (CEFR ـ که ترکيبي از تبخير حرارتي و گردش سوبسترايي با فشار پايين است ـ استفاده کردند، همچنين از ايمرسيون در يک محلول اسيد فسفريک براي حل نمودن کيتين استفاده کردند (کيتين ماده‌‌اي است که در اسکلت بيروني حشرات و بندپايان وجود دارد).

 

روش‌‌هاي مرسوم براي شبيه‌‌سازي ساختارهاي زيستي هنگامي که بخواهيم مشابه‌‌سازي را در مقياس نانو انجام دهيم، محدوديت بسياري دارد و اغلب به ساختارهاي زيستي آسيب مي‌رساند؛ زيرا در محيطي خورنده و يا در دماي بالا استفاده مي‌‌شوند.

 

در فناوري جديد، به‌طور کلي اين مشکل حل شده؛ چرا که در دماي اتاق و بدون نياز به مواد سمي استفاده مي‌‌شود.

 

مارتين پالما مي‌‌گويد: «ساختارهاي شبيه‌‌سازي‌‌شده از روي بال پروانه، مي‌‌تواند براي توليد انواع متنوعي از ساختارهاي فعال نوري مثل ديفيوزرهاي نوري و يا پوشش صفحات خورشيدي با هدف رسيدن به ماکزيمم جذب نور خورشيد استفاده شود.»

 

علاوه بر اين، فناوري مذکور در شبيه‌‌سازي ديگر ساختارهاي زيستي مانند صفحات اسکلتي نوعي سوسک و يا چشم مرکب زنبور و مگس نيز استفاده شود.

 

چشم‌‌هاي مرکب برخي از حشرات به‌‌دليل تصاوير بزرگ و زاويه‌‌داري که توليد مي‌‌کنند، کاربردهاي زيادي دارند. توسعه‌ي دوربين‌‌هاي مينياتوري و حسگرهاي نوري به کمک اين فناوري نيز امکان نصب آنها در قطعات کوچک در اتومبيل‌‌ها، موبايل‌ها و نمايشگرها را فراهم خواهد آورد.