2008-02-04

Aur albastru!

Aur albastru
Un cercetător american a reuşit să ofere metalelor noi culori, în afară de culoarea lor naturală. De exemplu, poate face aur albastru!


Categorie: Fizica
Postată de: Adrian Buzatu

Suntem obişnuiţi ca fiecare metal să aibă o culoare specifică, dar una singură. De aceea, unele culori şi nuanţe au nume de metale, precum auriu, argintiu, arămiu sau plumburiu. Dar Chunglei Guo a schimbat toate acestea! Folosind doar un laser, el poate da unui anumit metal culori diferite. De exemplu, poate face aluminiul negru sau aurul albastru! El poate realiza metale care au culori diferite în funcţie de direcţia din care sunt privite, ar aplicaţiile inedite nu întârzie să apară.

De exemplu, o fabrică ar putea produce cadre de bicicletă formate din acelaşi aliaj, dar care cu ajutorul unui singur laser, ar dobândi culori diferite. Tot astfel, s-ar putea inscripţiona fotografii color pe o suprafaţă formată dintr-un singur metal, precum o fotografie de vacanţă pe uşa de la frigider, sau o fotografie de cuplu pe un medalion pentru persoana iubită. Iar dacă are ochii azurii, ce aţi zice de un inel din aur albastru, pentru a se asorta? Imaginaţia umană va găsi cu siguranţă încă multe alte aplicaţii.

Lumina de la Soare sau de la un bec cu incandescenţă este numită „albă” şi conţine în ea lumină din toate culorile curcubeului (spectrul rogvaiv, adică roşu-orange-galben-verde-albastru-indigo-violet). Fiecărei culoare îi corespunde o anumită lungime de undă şi o anumită frecvenţă. O parte din lumina ce cade pe un obiect este reflectată şi o parte este absorbită, iar proporţia variază de la culoare la culoare. O suprafaţă apare albă atunci când aceasta reflectă lumina de toate culorile. Ea apare neagră atunci când toate culorile sunt absorbite. Când apare albastră, toate culorile sunt absorbite, mai puţin cea albastră, care este reflectat către ochii observatorului. Cauza pentru care culori diferite sunt absorbite într-o măsură mai mare sau mai mică de către suprafaţa unui obiect, determinând astfel culoarea acesteia, stă în proprietăţile şi aranjamentul atomilor constituenţi.

La sfârşitul anului 2006, Chunglei Guo, profesor asociat la Universitatea din Rochester din SUA, având specializarea în domeniul opticii, a reuşit să creeze pentru prima dată aluminiu negru! Tehnica sa constă în trimiterea de pulsuri foarte scurte şi foarte intense de laser spre suprafaţa metalului. Prin urmare, pe aceasta apar structuri de câteva zeci de atomi (nano-structuri) care absorb lumina de toate culorile, reflectând doar foarte puţină lumină înapoi. Astfel, în loc de argintiu, aluminiul pare negru!

Există însă nano-structuri de anumite forme, care reflectă anumite culori, astfel că metalul poate avea o altă culoare. Pentru a genera aceste structuri de formă precisă, se foloseşte acelaşi laser foarte intens. Pulsul laserului are o durată de ordinul unei femtosecunde (o milionime de miliardime de secundă), timp în care lumina parcurge o distanţă pe care ar putea fi înşiruiţi aproximativ o mie de atomi. Reglând intensitatea laserului, durata şi numărul pulsurilor, în suprafaţa se „sculptează” nano-structuri de forma dorită, care reflectă lumină de culoarea dorită, iar metalul apare ca având acea culoare!

Mai mult, folosind aceeaşi metodă, se poate face un metal să apară în culori diferite când este privit din unghiuri diferite, proprietate cunoscută ca iridescenţă. Pentru aceasta, el creează şiruri drepte de nano-structuri de aproximativ zece mii de atomi. Astfel, lumina de o anumită culoare reflectată de un anumit strat de atomi şi lumina de aceeaşi culoare reflectată de un alt strat de atomi se întăresc reciproc în anumite direcţii şi se anulează reciproc în altele (interferenţa luminii). Culori diferite vor da un maxim pentru unghiuri diferite. Prin urmare, în funcţie de unghiul sub care este privit, metalul apare sub diferite culori.

Pentru a colora un medalion de metal, este nevoie de aproximativ o oră. Laserul nu consumă multă energie, putând fi alimentat de o sursă convenţională de energie. De remarcat că durata atât de mică a unui puls de laser face ca puterea consumată de laser (raportul între energie consumată pe durata unui puls şi durata unui puls) să fie de ordinul puterii consumate de reţeaua electrică din întreaga Americă de Nord.

Până acum, Chungle Guo a reuşit să ofere aluminiului mai multe culori, precum auriu, albastru ori gri. A reuşit acelaşi lucru şi pentru alte metale, precum platina, titaniu, tungsten, argint şi aur şi este încrezător că toate metalele ar putea fi manipulate astfel. Este optimist, de asemenea, că va putea oferi metalelor şi alte culori, precum roşu şi verde, pe care nu le poate obţine momentan.

Cine ştie, poate că în câţiva ani, de Dragobete, veţi putea oferi persoanei iubite un medalion de metal inscripţionat cu o fotografie color! Însă dincolo de aplicaţiile comerciale, reuşita aceasta evidenţiază cât de avansată este tehnica manipulării metalelor cu ajutorul laserului.

Articol scris de Adrian Buzatu pentru proiectul stiinta.info după sursa PhysOrg. Adrian Buzatu este doctorand în fizica particulelor elementare la Universitatea McGill din Montreal, Canada şi absolvent al Colegiului Naţional "Fraţii Buzeşti" din Craiova.

Comentarii

  • February 6, 2008, 6:13 pm - Adi

    Intr-adevar, este schimbata culoarea reflectata de metal. Privit din afara, oricum ii vezi doar suprafata. Daca iei acest metal si il rupi in doua, va avea culoarea lui naturala. Ridici o problema interesanta cu rezistenta.

  • February 6, 2008, 6:53 am - karl_greifenklau

    cand am vazut titlul am crezut ca este vorba de o metoda de a schimba culoarea metalului si in interior nu doar la suprafata

    "scrijelirea" structurilor care sa reflecte altfel lumina, nu mi se pare foarte durabila nici in cazul celor mai rezistente metale; imprimarea de fotografi necesitand un strat de lac protector sau ceva de genu.

Adaugă un comentariu

Adaugă un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Codul din imagine:
Numele dvs.(*):
COMENTARIU. Sugestie: SALVATI inainte de a trimite! Eventual puteti selecta cu Ctrl-A si apoi copia cu Ctrl-C. Sistemul mai da erori, in special daca textul este lung!(*):
 

Aceasta pagina a fost vizitata de 24256 ori