Uma tecnologia que permite a exibição em tempo real de cores e formas através de mudanças em nanoestruturas foi desenvolvida pela professora Kang Hee Ku e sua equipe na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST. A tecnologia tem potencial para revolucionar vários campos, incluindo partículas inteligentes de polímeros.



Utilizando copolímeros em bloco, a equipe de pesquisa conseguiu a automontagem de estruturas cristalinas fotônicas em larga escala, imitando fenômenos naturais observados em asas de borboletas e penas de pássaros. Ao refletir a forma e a direção das nanoestruturas, esta tecnologia permite a visualização de cores vibrantes e padrões intrincados em tempo real. O artigo foi publicado na revista ACS Nano .

Copolímeros em bloco, compostos de dois ou mais monômeros diferentes ligados covalentemente em formato de bloco, foram estrategicamente empregados para induzir a separação de fases usando uma gota líquida sem mistura. O professor Ku enfatizou a importância desta conquista, afirmando:"Geramos com sucesso centenas de estruturas cristalinas fotônicas perfeitas por meio da organização autônoma de copolímeros em bloco, eliminando a necessidade de manipulação externa."

Diferenciando-se dos métodos convencionais, esta tecnologia de ponta aproveita nanoestruturas internas para criar cores vivas, duradouras e sustentáveis. Além disso, a sua aplicabilidade melhorada na tecnologia de visualização é evidente através da sua capacidade de padronizar grandes áreas de forma eficiente.

A principal inovação reside no uso de um polímero que pode ajustar dinamicamente o tamanho das microestruturas dentro das partículas em resposta às mudanças no ambiente externo. Ao aproveitar as propriedades únicas dos copolímeros em bloco de poliestireno-polivinilpiridina (PS-b-P2VP), a estrutura, a forma e a cor das partículas podem ser adaptadas, revertendo ao seu estado original, apesar das variações ambientais.

O monitoramento em tempo real das mudanças estruturais revelou que o tamanho e a cor das micronanoestruturas se adaptam às flutuações na concentração de álcool ou no valor do pH. Notavelmente, as partículas produzidas através desta tecnologia exibem uma estrutura inovadora em forma de "casquinha de sorvete", combinando aspectos de sólidos e líquidos para visualizar vibrações de fluidos e alterar dinamicamente a forma e a cor em resposta a estímulos externos.

O professor Ku disse:"Este estudo abre portas para a criação de partículas ópticas automontáveis, simplificando as complexas condições de processo normalmente associadas à estrutura cristalina coloidal e à formação de padrões. Estão previstas as aplicações práticas da tecnologia em tintas inteligentes e partículas de polímero em vários setores. "

Mais informações: Juyoung Lee et al, Colóides Janus fotônicos dinâmicos com camadas estruturais empilhadas axialmente, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.4c00230
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