Нанополости открывают новые возможности в оптике

Некоторые жидкости обладают превосходными оптическими свойствами, которые не наблюдаются у твердых тел, например, большие изменения показателя преломления, эффективный магнито-оптический эффект и сильная нелинейность оптических свойств. Однако жидкости редко используются в оптических устройствах, потому что с ними довольно трудно обращаться.

Ученые из Ryukoku University (Япония) преодолели эту неприятность, заключив раствор красителя в нанополости размером 50 – 200 нм. Жидкость проявляет фотохромные свойства – меняет цвет под воздействием ультрафиолета, вызывающего ее изомеризацию.

Фотохромный эффект и ранее применялся в материалах, в которых краситель распределен в полимерной или стеклянной матрице, однако такие устройства отличаются большим временем отклика, так как деформация фотохромной молекулы в твердой матрице затруднена.

Новый материал в целом представляет собой твердое тело, однако молекулы красителя в нанополостях могут свободно деформироваться. Так как размер полостей меньше длины волны света, оптические свойства материала однородны. Жидкость не может покинуть полости и растечься, поэтому нанесенный рисунок остается надолго.

Для изготовления материала раствор фотохромного красителя был залит в столбчатые поры пористого полимера, которая потом была зажата между двумя стеклянными пластинками. Под воздействием ультрафиолета прозрачная пленка превращается в синюю или фиолетовую в зависимости от типа матрицы. При внесении обратно в видимый свет материал снова становится прозрачным. Также матрица заметно влияет на фотохромные свойства красителей, поэтому в теперь ученые собираются опробовать пористые материалы с размерами полостей менее 10 нм.

nanometer.ru