Birçok malzeme, belirli dalga boylarında ışığı emer ve renk olarak gördüğümüz kalan ışığı yansıtan kimyasal pigmentlerle renklendirilir. Bununla birlikte, diğer malzemeler periyodik olarak düzenlenmiş mikroskopik yüzey yapıları ile renklendirilir. Bunlar, yansıyan ışık dalgaları arasındaki etkileşime neden olur ve onları belirli görünür frekanslarda çoğaltır. Bu strateji, balık pullarından tavuskuşu tüylerine, kelebek kanatlara ve kafadan bacaklıların derilerene kadar doğanın en canlı malzemelerinden bazılarında kullanılır.

Bu örneklerden esinlenerek, Leibniz Polimer Araştırması Enstitüsünde Shanglin Gao tarafından yönetilen bir ekip, nano boyuttaki grafen pullarından oluşan yapısal olarak renkli bir kaplama geliştirdi. Gao, deformasyona bağlı olarak renk değiştirdiğinden, yeni malzemeler binalarda ve araçlarda gizli hasar konusunda uyarmak için kullanılan bir trafik ışığı türüdür.

Normal olarak, kaplama kırmızıdır. Ancak, deforme olduğunda, sarı renkte görünür ve mikrometre skalasında kırıldığında, yeşil olur. Bu renk değiştirme yeteneği, bir cam elyafı kaplayan, yarı şeffaf, paralel tabakalardaki grafen yapılarının dikkatle ​​hizalanmasından gelir. Stres altında katmanlar sıkışır ve düzleşir, kırılan ve yansıyan ışığın rengini değiştirir.

Gao, ‘Yapısal bozulma genellikle küçük çatlaklar ve deformasyonlar ile başlar’. ‘Genellikle, bu mikroskobik çatlakları tespit etmek zordur.’

Gao’nun malzemesi ile binaların ve araçların kaplanması, doğmakta olan hasarın net bir şekilde görsel olarak uyarılmasını sağlayabilir.

Mikro ve nanofotonik uzmanlardan biri olan Berkeley, California Üniversitesi’nden Michael Bartl, çalışmayı övüyor. ‘Bu tür malzemeler binalar, araba ve uçaklarda kullanılan bileşiklerin sağlığını izlemek için tahribatsız, entegre sensörler olarak muazzam bir potansiyele sahiptir’, diyor.

Gao, gerçek dünya uygulamalarında, öncelikle kaplamanın özellikleri ve davranışı hakkında daha fazla bilgi gerekecek, diye belirtiyor.

Kaynak :chemistryworld