متنوع

ينتج العلماء قطرات بألوان قزحية بدون استخدام الأصباغ

ينتج العلماء قطرات بألوان قزحية بدون استخدام الأصباغ

ابتكر المهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة ولاية بنسلفانيا طريقة لجعل قطرات الماء الصافية العادية تنتج ألوانًا زاهية وجميلة دون استخدام الأحبار أو الأصباغ. يتم إنشاء التأثير من خلال استخدام رذاذ خفيف من القطرات الشفافة المضاءة بمصباح واحد.

راجع أيضًا: تم اكتشاف أقدم لون في العالم منذ أكثر من مليار عام

لون الهيكل

تدين هذه الظلال المتقزحة إلى ما يسمى "اللون البنيوي". يشير المصطلح إلى تكوين اللون من خلال أسطح مهيكلة دقيقة بما يكفي للتداخل مع الضوء المرئي.

الآن ، يعتقدون أن هذا التأثير يمكن استخدامه بدلاً من الأصباغ الاصطناعية الضارة في كثير من الأحيان. حتى أنهم قاموا بإنشاء نموذج للتنبؤ بالألوان الناتجة.

يقول ماتياس كولي ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "قد لا تكون الأصباغ الاصطناعية المستخدمة في المنتجات الاستهلاكية لخلق ألوان زاهية صحية كما ينبغي".

"نظرًا لأن بعض هذه الأصباغ يتم تنظيمها بقوة أكبر ، تتساءل الشركات ، هل يمكننا استخدام الألوان الهيكلية لاستبدال الأصباغ التي قد تكون غير صحية؟ بفضل الملاحظات الدقيقة التي أجراها إيمي جودلينج ولورين زرزار في ولاية بنسلفانيا ونمذجة سارة ، التي سلطت الضوء على هذا التأثير وتفسيره المادي ، قد تكون هناك إجابة "

يأخذ النموذج الجديد في الاعتبار كل شيء بما في ذلك الظروف الهيكلية للقطرات ومؤشرات انكسارها. اختبر الباحثون بالفعل تنبؤات النموذج في عدة تجارب.

اختبار النموذج

أولاً ، أنشأوا مستحلبات قطيرة بأحجام خاضعة للرقابة. نتج عن هذا الاختبار ما يسميه الباحثون "سجادة" من قطرات من نفس الحجم بالضبط في طبق بتري. ثم قاموا بإضاءةها بضوء أبيض واحد وسجلوا القطرات بالكاميرا.

مع تحول الكاميرا ، تمكن الباحثون من مشاهدة كيف تؤثر الزاوية التي يدخل فيها الضوء إلى القطرة على لونها. ثم اختبر الفريق قطيرات بأحجام مختلفة. ومن المثير للإعجاب أن تنبؤات النموذج أثبتت صحتها في كل هذه السيناريوهات.

سعوا كذلك لاختبار أهمية الانحناء في القطيرات. ولتحقيق ذلك استخدموا تكثيف الماء على فيلم شفاف معالج بمحلول مقاوم للماء. وجدوا نمطًا جميلًا بنفس القدر من الألوان ، تنبأ به النموذج ، والذي يشبه شكل الفيل تقريبًا.

أخيرًا ، اختبر الباحثون نموذجهم على أغطية صلبة مطبوعة ثلاثية الأبعاد وقباب من مواد بوليمر شفافة مختلفة. كان النموذج دقيقًا مرة أخرى في التنبؤ بأنماط الألوان الناتجة.

يقول كولي: "هناك مساحة معلمة معقدة يمكنك اللعب بها". "يمكنك تخصيص حجم القطرة وتشكلها وظروف المراقبة لإنشاء اللون الذي تريده."

يعتقد الباحثون أنه يمكن استخدام النموذج لتصميم قطرات للعديد من تطبيقات تغيير الألوان التي تتراوح من اختبارات عباد الشمس إلى الحبر المتغير اللون في الماكياج. سيكون النموذج بمثابة دليل تصميم فعال لجميع هذه الخيارات.


شاهد الفيديو: الثامن العلوم. حل اسئله تجارب مندل (شهر اكتوبر 2021).