HMJ Ilmu dan Teknologi Pangan

Universitas Muhammadiyah Malang

Serat Inspirasi-Alami Berbah Warna Ketika Membentang

Selasa, 29 Januari 2013 15:43 WIB   Universitas Muhammadiyah Malang

Yang disebut "Bastard Hongberry," ditampilkan di sini mengambang di air (yang berubah warna yang tampak jelas), telah mengilhami tipe baru serat fotonik. (Kredit: Gambar milik Peter Vukusic)
28 Januari 2013 - Sebuah tim ilmuwan material di Harvard University dan University of Exeter, Inggris, telah menemukan serat baru yang berubah warna ketika diregangkan. Terinspirasi oleh alam, para peneliti mengidentifikasi dan direplikasi elemen struktur unik yang menciptakan warna biru cerah warna-warni buah tanaman tropis.
Serat berlapis-lapis, dijelaskan 28 Agustus dalam jurnal Advanced Material, bisa meminjamkan dirinya untuk penciptaan kain cerdas yang tampak bereaksi terhadap panas atau tekanan.

"Serat baru kami didasarkan pada struktur yang kita ditemukan di alam, dan melalui rekayasa pintar kita telah mengambil kemampuannya langkah lebih lanjut," kata pemimpin penulis Mathias Kolle, postdoctoral fellow di Harvard School of Engineering dan Ilmu Pengetahuan Terapan (LAUT) . "Tanaman, tentu saja, tidak bisa mengubah warna Dengan menggabungkan struktur dengan bahan elastis, namun, kami telah membuat versi buatan yang melewati pelangi penuh warna seperti itu membentang.."

Sejak evolusi mata pertama di Bumi lebih dari 500 juta tahun yang lalu, keberhasilan banyak organisme ini bertumpu pada cara mereka berinteraksi dengan cahaya dan warna, membuat mereka model yang berguna bagi penciptaan material baru. Untuk bibit dan buah khususnya, warna cerah diperkirakan telah berevolusi untuk menarik agen penyebaran benih, terutama burung.

Buah dari tanaman tropis Amerika Selatan, Margaritaria nobilis, biasa disebut "hogberry bajingan," adalah contoh menarik dari adaptasi ini. Buah ultra-biru terang, yang rendah kandungan gizi, meniru pesaing yang lebih berdaging dan bergizi. Burung tertipu makan buah dan akhirnya melepaskan bijinya di wilayah geografis yang luas.

"Buah dari tanaman ini hogberry bajingan itu ilmiah menyenangkan untuk memilih," kata peneliti utama Peter Vukusic, Associate Professor di Alam Photonics di University of Exeter. "Arsitektur cahaya memanipulasi permukaan lapisan hadiah, yang telah berkembang untuk melayani fungsi biologis tertentu, telah mengilhami desain teknologi yang sangat berguna dan menarik."

Vukusic dan rekan-rekannya di Harvard mempelajari asal struktural warna cerah benih itu. Mereka menemukan bahwa sel-sel di kulit bagian atas benih yang berisi pola, melengkung berulang, yang menciptakan warna melalui interferensi gelombang cahaya. (Mekanisme yang sama bertanggung jawab atas warna-warna cerah dari gelembung sabun.) Analisis tim mengungkapkan bahwa beberapa lapisan sel di kulit biji masing-masing terdiri dari arsitektur cylindrically berlapis dengan keteraturan tinggi pada skala nano-.

Tim direplikasi elemen struktural utama dari buah untuk membuat fleksibel, serat fotonik merenggang dan berubah warna menggunakan mekanisme roll-up inovatif disempurnakan di laboratorium Harvard.

"Untuk struktur buatan kami, kami mengurangi kompleksitas buah hanya elemen kunci," jelas Kolle. "Kami menggunakan serat yang sangat tipis dan membungkus bilayer polimer sekitar mereka Itu memberi kita kontras indeks bias, jumlah yang tepat dari lapisan, dan, melengkung silinder penampang yang kita butuhkan untuk menghasilkan warna-warna yang hidup.."

Para peneliti mengatakan bahwa proses tersebut dapat ditingkatkan dan dikembangkan sesuai dengan produksi industri.

"Serat-rolling Teknik kami memungkinkan penggunaan berbagai bahan, terutama yang elastis, dengan berbagai warna-tuning melebihi oleh urutan besarnya apa yang telah dilaporkan untuk serat termal ditarik," kata rekan penulis Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson Profesor Material Science di LAUT Harvard, dan penasehat Kolle itu. Aizenberg juga Direktur Institut Kavli untuk bionano Sains dan Teknologi di Harvard dan Fakultas Anggota Inti di Institut Wyss untuk Terinspirasi Rekayasa biologis di Harvard.

Sifat unggul serat 'mekanik, dikombinasikan dengan kecemerlangan warna menunjukkan dan tunability, membuat mereka sangat fleksibel. Misalnya, serat dapat digulung dengan bentuk mantel yang kompleks. Karena serat berubah warna di bawah tekanan, teknologi itu dapat meminjamkan dirinya untuk tekstil olahraga cerdas yang perubahan warna di daerah ketegangan otot, atau bahwa akal ketika sebuah objek ditempatkan di bawah tekanan sebagai akibat dari panas.

Rekan penulis tambahan termasuk Alfred Lethbridge di University of Exeter, Moritz Kreysing di Ludwig Maximilians University (Jerman), dan Jeremy B. Baumberg, Profesor Nanophotonics di University of Cambridge (Inggris).

Penelitian ini didukung oleh Angkatan Udara AS Kantor Initiative Universitas Riset Ilmiah Penelitian Multidisiplin, oleh Inggris Teknik dan Ilmu Pengetahuan Alam Research Council, dan melalui persekutuan penelitian postdoctoral dari Alexander von Humboldt Foundation. Para peneliti juga diuntungkan dari fasilitas di Pusat Harvard untuk Sistem Nanoscale, yang merupakan bagian dari Jaringan Infrastruktur Nanoteknologi Nasional didukung oleh US National Science Foundation. Lembaga Wyss untuk Terinspirasi Rekayasa biologis di Harvard juga memberikan kontribusi untuk penelitian ini. (Google Translate)


sumber : http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130128151938.htm

Shared: