Устаревшая фотографическая технология, получившая Нобелевскую премию более века назад, была реанимирована с целью создания нового материала, который изменяет цвет при растяжении. Он может быть использован для изготовления бинтов, предупреждающих медиков о недостаточно плотном натяжении, или для создания механических датчиков, не использующих электронику.

Данное изображение меняет цвет при растяжении материала, на котором оно напечатано. Massachusetts Institute of Technology

Материалы, меняющие цвет при растяжении, ранее уже изготавливались в лабораториях, но масштабирование этого процесса оказалось сложным и дорогим. К тому же точность, с которой на этих материалах печатались цвета, также оставляла желать лучшего.

Теперь Бенджамин Харви Миллер из Массачусетского технологического института (MIT) и его коллеги возродили технику фотографии Липпмана, (названную в честь физика Габриэля Липпмана), чтобы создать экономичную методику, позволяющую печатать даже самые затейливые многоцветные узоры на эластичном материале. Когда такой материал подвергается растяжению, цвета перемещаются вдоль спектра видимого света, причем сначала красные участки переходят в зеленые, а затем в синие.

Липпман так и не добился коммерческого успеха в разработанной им в 90-х годах 19 века технике цветной фотографии. Это было связано с тем, что беззернистые эмульсии, необходимые для регистрации волновых изображений, имели крайне низкую светочувствительность, что требовало длительных экспозиций даже при интенсивном освещении. Тем не менее, эта работа принесла ему Нобелевскую премию по физике за 1908 год.

Харви Миллер обнаружил, что эту технологию можно использовать для печати на фотоэластомере (материал, способный меняться в зависимости от интенсивности светового потока) вместо стеклянных слайдов, передавая на них нужное изображение с помощью цифрового проектор.

Ученый пояснил, что материал, который использовала команда, был предназначен для создания голограмм, где его эластичность является нежелательным свойством, из-за чего он обычно крепился к жесткой подложке.

"По счастливой случайности мне попался один из тех школьных наборов для голограмм, которые можно купить в каком-нибудь музее или антикварном магазине", - говорит Харви Миллер. "И оказалось, что в нем было все, что нам нужно. Поэтому, потратив три года своей докторской диссертации на попытки сделать это другими способами, я даже был немного разочарован".

По его словам, было неожиданностью, что комбинация материалов, разработанных для голографии, и устаревшая технология фотографии могут быть использованы для создания материалов с совершенно уникальными характеристиками. "Эта техника очень долгое время лежала без дела", - говорит Харви Миллер. "Когда мы поняли это и решили написать статью, первые пару месяцев мы сомневались: “Наверняка кто-то уже сделал это до нас, ведь вот оно, лежит у всех на виду”, но этого не произошло".

Исследователи считают, что одним из перспективных технологических применений материала могут стать "механические датчики, способные наглядно показывать напряжение и деформацию, без использования электроники". Кроме того, его можно использовать в медицинских повязках, чтобы отслеживать степень натяжения бинта, а также в качестве декоративного элемента в одежде или для развлечений.

Источники: Nature Materials