Peilit ja muut heijastavat optiset komponentit luodaan tyypillisesti käyttämällä optisia pinnoitteita tai kiillotusprosesseja. Tutkijoiden lähestymistapa, jonka on kehittänyt Kysuhun yliopiston Yuji Oki johtama ryhmä yhteistyössä Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston Michael Dickeyn johtaman ryhmän kanssa, käytti sähköisesti ohjattua palautuvaa kemiallista reaktiota heijastavan pinnan luomiseen nestemäiselle metallille.

Heijastavan ja sirontatilan välillä voidaan vaihtaa vain 1,4 V: lla, suunnilleen samalla jännitteellä, jota käytetään tyypillisen LED-valon sytyttämiseen, ja ympäristön lämpötilassa.

Tutkijat ovat kehittäneet tavan vaihtaa nestemäisen metallin pinta dynaamisesti heijastavan (vasen ylä- ja alaoikea) ja sirontatilan (yläoikea ja vasen alaosa) välillä. Kun sähköä syötetään, palautuva kemiallinen reaktio hapettaa nestemäisen metallin ja luo naarmuja, jotka tekevät metallista sironta. Keisuke Nakakubon, Kyushun yliopiston, ystävällisyys.

"Lähitulevaisuudessa tätä tekniikkaa voitaisiin käyttää luomaan viihteen ja taiteellisen ilmaisun työkaluja, joita ei ole koskaan ennen ollut saatavilla", Oki sanoi. "Kehittämisen myötä tämä tekniikka voi olla mahdollista laajentaa sellaiseksi, joka toimii aivan kuten 3D-tulostus elektronisesti ohjatun nestemäisistä optiikoista valmistamiseksi. Tämä voisi mahdollistaa valopohjaisten terveystestauslaitteiden optiikan valmistamisen helposti ja edullisesti alueilla, joilla ei ole lääketieteellisiä laboratoriotiloja. "

Työssä tutkijat loivat säiliön käyttämällä upotettua virtauskanavaa. Sitten he käyttivät "push-pull-menetelmää" optisten pintojen muodostamiseksi joko pumppaamalla galliumpohjaista nestemäistä metallia säiliöön tai imemällä sitä ulos. Tätä prosessia käytettiin kuperien, tasaisten tai koverien pintojen luomiseen, joilla kaikilla on erilaiset optiset ominaisuudet.

Sähkön käytöstä joukkue aiheutti palautuvan kemiallisen reaktion, joka hapettaa nestemäisen metallin prosessissa, joka muuttaa nesteen tilavuutta siten, että pinnalle syntyy monia pieniä naarmuja, mikä aiheuttaa valon sironnan.

Kun sähköä käytetään vastakkaiseen suuntaan, nestemäinen metalli palaa alkuperäiseen tilaansa. Nestemäisen metallin pintajännitys poistaa naarmut ja palauttaa sen puhtaaseen heijastavaan peilitilaan.

"Tarkoituksemme oli käyttää hapetusta muuttamaan pintajännitystä ja vahvistamaan nestemäisen metallin pintaa", Oki sanoi. ”Huomasimme kuitenkin, että tietyissä olosuhteissa pinta muuttuisi spontaanisti sirontapinnaksi. Sen sijaan, että pitäisimme tätä epäonnistumisena, optimoimme olosuhteet ja todensimme ilmiön. "

Testit osoittivat, että pinnan jännitteen muuttaminen −800 mV: sta +800 mV: seen vähentäisi valon voimakkuutta, kun pinta muuttui heijastavasta sirontaan. Sähkökemialliset mittaukset paljastivat, että 1,4 V: n jännitteen muutos oli riittävä tuottamaan redox-reaktioita, joilla oli hyvä toistettavuus.

"Huomasimme myös, että tietyissä olosuhteissa pinta voi olla hieman hapettunut ja silti säilyttää sileän heijastavan pinnan", Oki sanoi. "Tämän hallitsemisella voi olla mahdollista luoda vieläkin monipuolisempia optisia pintoja tällä lähestymistavalla, mikä voi johtaa sovelluksiin kehittyneissä laitteissa, kuten biokemiallisissa siruissa, tai käyttää 3D-tulostettujen optisten elementtien valmistamiseen."