قام علماء من جامعة الملك عبدالله، بتطوير غشاءٍ رقيق مقاوم للخدوش يمكنه توليد حزمة كبيرة من الألوان باستخدام الهياكل النانوية المعدنية العشوائية.
وتنشأ الألوان الزاهية لريش الطاووس من التفاعل المادي بين الضوء والهياكل النانوية الحيوية الموجودة في ريش هذا الطائر، لهذا يعكف العلماء على دراسة هذه الظاهرة الطبيعية التي تُعرف بـ "التلوين الهيكلي" وتطويعها في ابتكار تقنية طباعة على نطاق واسع يمكنها إنتاج طبقة من الطلاء خفيفة الوزن وذات مقاومة عالية لأيّ لون مطلوب.
ويعمل الباحثون على إنتاج الهياكل الضوئية للتأثير في سلوك الضوء، واستخدام ذلك في بعض التطبيقات مثل الاتصالات عبر الألياف البصرية، كما أن عديداً من الباحثين يستخدم التقنية الضوئية لتوليد أشكال جديدة من الألوان الهيكلية الاصطناعية لكامل ألوان الطيف من الضوء المرئي، ومع ذلك، فإن نقل هذه التقنية خارج المختبر لا يزال أمراً صعباً للغاية؛ نظراً لهشاشة الهياكل النانوية الضوئية وصعوبة إنتاجها بكميات كبيرة.
واستخدم البروفيسور أندريا فراتالوشي؛ من قسم الهندسة الكهربائية بجامعة الملك عبدالله وزملاؤه من جامعة هارفارد والمعهد الفدرالي للتقنية في زيوريخ، تقنيات كيميائية مستوحاة من ريش طائر الكوتينغا ذي المسام النانوية للمساعدة في التغلب على مشكلة زيادة كمية الألوان الضوئية، وتمكنوا من تطوير غشاءٍ رقيق قادر على إنتاج ألوان متعدّدة مع القدرة على ضبط هذه الألوان.
وقال فراتالوتشي: إن "التحكم في هذه الألوان أمرٌ بسيط جداً من الناحية التجريبية باستخدام تقنيات طلاء رخيصة وسهلة التنفيذ، ومع ذلك، فإن فهم كيفية تفاعلات المادة الضوئية المعقدة لتوليد الألوان استغرق أشهراً كثيرة من العمل المتواصل".
وأشار إلى أن طريقة تشكيل الألوان في هذه التقنية يمكنها أن تمهد الطريق لاستخدام مواد نانوية قابلة للبرمجة في عديد من التطبيقات.