Исследователи из Техасского университета в Остине разработали новый уникальный нанокристаллический материал, который может переключаться между гелевым и жидким состояниями в зависимости от температуры или других факторов. Это может быть использовано для создания светофильтров или даже активного теплового камуфляжа.
Материал состоит из нанокристаллов оксида индия-олова, рассредоточенных в растворе. При комнатной температуре эти нанокристаллы соединяются друг с другом благодаря молекулярным связующим, образуя гелеобразную консистенцию. Но при нагревании до 90 °C (194 °F) эти связи разрушаются, и гель снова переходит в жидкую форму, изменяя при этом свой цвет и другие свойства.
Команда говорит, что этот меняющий цвет гель можно использовать в качестве оптических фильтров, которые поглощают свет различных цветов в зависимости от того, находятся ли они в гелевом или жидком состоянии. Таким образом, могут быть созданы системы теплового камуфляжа, скрывающие объекты за счет изменения инфракрасных свойств их поверхности, или динамические системы обогрева и охлаждения космических кораблей или зданий.
Потенциальные возможности применения могут оказаться гораздо более разнообразными. Нанокристаллы и связующие элементы можно настраивать по своему усмотрению - например, использование различных связей позволяет создавать гели, которые меняют свое состояние в зависимости от температуры окружающей среды, присутствия токсинов, магнитных полей, изменения pH или других химических факторов. Использование различных типов нанокристаллов может изменить реакцию материала на свет.
В совокупности это может сделать материал весьма универсальным. Его можно использовать в качестве датчика, меняющего цвет и состояние при обнаружении опасных веществ, или в качестве вместилища для лекарств или других молекул, высвобождающих свою полезную нагрузку, когда они сталкиваются, например, с кислой средой вокруг раковых клеток.
В настоящее время группа занимается дальнейшей разработкой материалов, планируя объединить несколько нанокристаллов для создания геля, который будет переключаться между четырьмя различными состояниями в ответ на химические сигналы или изменения температуры.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Источники: Техасский университет в Остине через Phys.org
https://news.utexas.edu/science-technology/
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm7364
https://phys.org/news/2022-02-versatile-nanocrystal-gel-enable-advances.html
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2022/versatile-nanocrystal.mp4