Un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), dirigido por el profesor Su Seok Choi y Ph.D. El candidato Seungmin Nam del Departamento de Ingeniería Eléctrica ha desarrollado un nuevo dispositivo fotónico extensible que puede controlar la longitud de onda de la luz en todas las direcciones. Esto fue publicado en el estudio histórico. Iluminación: ciencia y aplicaciones el 22 de mayo
Los colores estructurales se producen mediante la interacción de la luz con nanoestructuras microscópicas, creando tonos dinámicos sin depender de métodos tradicionales de mezcla de colores. Las pantallas y los sensores de imagen tradicionales mezclan los tres colores primarios (rojo, verde y azul), mientras que la tecnología de color sintético aprovecha las longitudes de onda inherentes de la luz, lo que da como resultado pantallas de colores más vívidos y diversos. Este enfoque innovador está ganando reconocimiento como tecnología prometedora en las industrias de la nanoóptica y la fotónica.
Las técnicas tradicionales de mezcla de colores, que utilizan pigmentos o materiales luminiscentes, se limitan a la representación de colores pasiva y fija. Por el contrario, la tecnología de color sintonizable controla dinámicamente las nanoestructuras según longitudes de onda de luz específicas, lo que permite el ajuste libre de colores puros. Las investigaciones anteriores se han limitado principalmente al ajuste de color unidireccional, normalmente cambiando los colores de rojo a azul. Revertir este cambio (del azul al rojo, que tiene longitudes de onda más largas) ha sido un desafío importante. La tecnología actual solo permite pequeños ajustes en la dirección de la longitud de onda, lo que dificulta lograr una representación ideal de colores diversos en la dirección de la longitud de onda independiente. Por lo tanto, se necesita un nuevo dispositivo óptico capaz de ajustar la longitud de onda bidireccional y omnidireccional para maximizar el uso de la tecnología de control de longitud de onda.
El equipo del profesor Choi abordó estos desafíos integrando elastómeros de cristal líquido quirales (CLCE) con actuadores de elastómeros dieléctricos (DEA). Los CLCE son materiales flexibles capaces de realizar cambios de color estructurales, mientras que los DEA inducen la deformación elástica de los dieléctricos en respuesta a estímulos eléctricos. El equipo optimizó la estructura del actuador para permitir tanto la expansión como la contracción, la combinó con CLCE y produjo un dispositivo estirable altamente adaptable. Este dispositivo puede ajustar libremente la posición de la longitud de onda en el espectro visible de longitudes de onda cortas a largas y viceversa.
En sus experimentos, los investigadores demostraron que su dispositivo fotónico basado en CLCE puede controlar los colores estructurales en una amplia gama de longitudes de onda visibles (del azul a 450 nm al rojo a 650 nm) mediante estímulos eléctricos. Esto representa un avance significativo con respecto a tecnologías anteriores, que se limitaban a la sintonización de longitud de onda unidireccional.
Esta investigación no sólo establece una tecnología fundamental para dispositivos fotónicos avanzados, sino que también destaca su potencial para diversas aplicaciones industriales.
El profesor Choi comentó: “Esta tecnología se puede aplicar en pantallas, sensores ópticos, camuflaje óptico, cifrado óptico analógico directo, sensores biomiméticos y dispositivos portátiles inteligentes, con luz, color y más ondas electromagnéticas. ampliar el alcance de su aplicación a través de la investigación en curso.”
