ينشئ علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أفلامًا متغيرة الألوان مستوحاة من التصوير الهولوغرافي في القرن التاسع عشر

ألوان قزحي الألوان الزاهية في أجنحة الفراشة أو قذائف الخنفساء لا تأتي من أي جزيئات صبغية ولكن من كيفية تكوين الأجنحة – وهو مثال يحدث بشكل طبيعي لما يسميه الفيزيائيون بلورات فوتونية. يمكن للعلماء صنع موادهم الهيكلية الملونة في المختبر ، ولكن قد يكون من الصعب توسيع نطاق العملية للتطبيقات التجارية دون التضحية بالدقة الضوئية.

الآن قام علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتكييف تقنية التصوير الفوتوغرافي المجسم من القرن التاسع عشر لتطوير أفلام تشبه الحرباء التي تغير لونها عند التمدد. يمكن تحجيم الطريقة بسهولة مع الحفاظ على الدقة البصرية المقياس النانوي. وصفوا عملهم في ورقة جديدة نشرت في مجلة Nature Materials.

في الطبيعة ، يتم ترتيب موازين الكيتين (عديد السكاريد الشائع في الحشرات) مثل بلاط السقف. بشكل أساسي ، يشكلون ملف محزوز الحيود، باستثناء البلورات الضوئية تنتج ألوانًا محددة ، أو أطوالًا موجية ، من الضوء ، بينما سينتج محزوز الحيود الطيف بأكمله ، تمامًا مثل المنشور. تُعرف البلورات الضوئية أيضًا باسم مواد فجوة النطاق الضوئية ، وهي “قابلة للضبط” ، مما يعني أنها مرتبة بدقة لحجب أطوال موجية معينة من الضوء مع السماح للآخرين بالمرور. عدل الهيكل عن طريق تغيير حجم البلاط ، وتصبح البلورات حساسة لطول موجة مختلف.

يعد إنشاء ألوان هيكلية مثل تلك الموجودة في الطبيعة مجالًا نشطًا لأبحاث المواد. على سبيل المثال ، قد تستفيد تطبيقات الاستشعار البصري والتواصل المرئي من المواد ذات الألوان الهيكلية التي تغير درجة اللون استجابةً للمنبهات الميكانيكية. هناك العديد من التقنيات لصنع مثل هذه المواد ، ولكن لا يمكن لأي من هذه الطرق التحكم في البنية على المقاييس الصغيرة المطلوبة وتوسيع نطاقها خارج إعدادات المختبر.

ثم اكتشف المؤلف المشارك بنجامين ميلر ، وهو طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، معرضًا عن التصوير المجسم في متحف معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأدرك أن إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد كان مشابهًا في بعض النواحي لكيفية إنتاج الطبيعة للون البنيوي. تعمق في تاريخ التصوير المجسم وتعرف على تقنية التصوير الفوتوغرافي الملون في أواخر القرن التاسع عشر التي اخترعها الفيزيائي غابرييل ليبمان.

كما نحن ذكرت سابقا، أصبح ليبمان مهتمًا بتطوير وسيلة لتثبيت ألوان الطيف الشمسي على لوحة فوتوغرافية في عام 1886 ، “حيث تظل الصورة ثابتة ويمكن أن تبقى في وضح النهار دون تدهور.” حقق هذا الهدف في عام 1891 ، حيث أنتج صورًا ملونة لنافذة من الزجاج الملون ، ووعاء من البرتقال ، وببغاء ملون ، بالإضافة إلى مناظر طبيعية وصور – بما في ذلك صورة شخصية.

تضمنت عملية التصوير الفوتوغرافي الملون ليبمان عرض الصورة البصرية كالمعتاد على لوحة فوتوغرافية. تم الإسقاط من خلال صفيحة زجاجية مطلية بمستحلب شفاف من حبيبات هاليد الفضة الدقيقة على الجانب الآخر. كانت هناك أيضًا مرآة زئبقية سائلة ملامسة للمستحلب ، لذلك انتقل الضوء المسقط عبر المستحلب ، وضرب المرآة ، وانعكس مرة أخرى في المستحلب.