利用一部臺式
激光器,美國羅切斯特大學(xué)科學(xué)家將純
金屬鋁變成了表面呈金色、藍(lán)色、灰色以及其他多種顏色的彩色鋁,而且這種工藝在其他用于實驗的,包括鉑、鈦、鎢、銀和金在內(nèi)的金屬身上也獲得了成功。
C1:efa<wV mg;+Th& 羅切斯特大學(xué)
光學(xué)研究所的光學(xué)副教授郭春雷(音譯)和其助手安那托里•沃偌別夫利用超短高強激光脈沖處理金屬,導(dǎo)致金屬表面發(fā)生變化,形成了呈單色或彩色的
納米微結(jié)構(gòu)。除金屬表面顏色發(fā)生變化外,郭春雷表示,激光處理過程還改變了原金屬固有的表面特性。此外,金屬表面新形成的納米微結(jié)構(gòu)將不會褪色或脫落。
b*+Od8r U,_uy@fE=? 2006年底,郭春雷和他的研究小組曾用
激光束處理金屬鋁,在金屬表面創(chuàng)造出能夠吸收幾乎所有光線的納米結(jié)構(gòu),可讓普通鋁塊變成至今所創(chuàng)造出來最暗的材料之一。這種黑色金屬具有相當(dāng)高的吸收特性,對于多種想要捕捉光線的應(yīng)用都十分理想。潛在的應(yīng)用范圍包括從制造更好的太陽能收集器到更先進(jìn)的隱身技術(shù)。經(jīng)過進(jìn)一步研究,他們現(xiàn)在成功地讓多種金屬材料的表面呈現(xiàn)出了多種顏色。
w4\b^iJz "7(2m 在2月1日的《應(yīng)用物理學(xué)雜志》(Journal of Applied Physics)上發(fā)表的一篇論文中,郭教授將同樣的工藝技術(shù)做了進(jìn)一步的拓展。他稱,有可能通過改變?nèi)魏谓饘俚奶匦裕阉鼈冝D(zhuǎn)變成任何顏色——甚至能像蝴蝶的翅膀一樣,具有七彩顏色。
dq+VW}[EO xX.fN7[ “自從黑色金屬的探索之后,我們已決心要獲得完全的控制,讓金屬反射特定顏色,并將其他顏色吸收掉,而現(xiàn)在我們終于能夠讓金屬反射出幾乎是我們想要的任何顏色。”郭教授說,“當(dāng)我們首次發(fā)現(xiàn)這種工藝能產(chǎn)生出金色時,我們簡直不敢相信。我們在實驗室里一直工作到午夜,試圖弄清我們還能夠造出什么顏色。”
-NHA{?6r 6",S$3q 此次,金屬
上色研究是繼黑色金屬發(fā)現(xiàn)之后的后續(xù)研究,研究人員利用一種極其短暫且強烈的激光脈沖改變了金屬的表面,從而形成納米級微結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)能選擇性地反射某種顏色以顯現(xiàn)特定顏色或其他顏色的組合。研究人員使用的超短、超強光由一部
飛秒激光器產(chǎn)生,激光脈沖只有千兆分之幾秒。如果1飛秒等同1秒,那么原先的1秒就約為3200萬年。在它短暫地爆發(fā)期間,激光釋放出相當(dāng)于整個北美電力網(wǎng)的能量,這些能力全都聚焦在針尖兒般大小的點上。
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P* =;#+8w=^ 研究表明,這種強烈轟擊可以迫使金屬表面形成諸如洼坑、小珠狀和細(xì)線狀等納米結(jié)構(gòu),以哪一種方式回應(yīng)入射光,則要看激光雕塑結(jié)構(gòu)的方式。由于這些結(jié)構(gòu)小于可見光波長,因此它們反射光線的方式高度依賴于納米結(jié)構(gòu)特殊的尺寸與形狀。改變激光強度、脈沖長度與脈沖數(shù)量,研究人員就能控制納米結(jié)構(gòu)的配置,從而控制金屬所能反射的顏色。
oKLL~X>!U oJE~dY$Q 此外,研究小組還通過在金屬表面產(chǎn)生有規(guī)律的微細(xì)線條,致使不同波長的反射光線在不同的方向上發(fā)生不同的干涉現(xiàn)象,獲得了彩虹般的鮮艷顏色。結(jié)果,一塊金屬可在一個方向呈現(xiàn)紫色,在另一個方向呈現(xiàn)灰色,或者同時呈現(xiàn)多種顏色。
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