美国开发出纳米技术凝胶
发布时间：2013-08-26 10:26 点击量：
未来，我们不再需要费力地查找食品包装上的“保质期”或“最佳食用日期”。我们只需快速扫一眼，就能看出食物是新鲜还是已经变质。新型的采用光子凝胶制成的模内标签，会在遇到不新鲜的食物所释放出的化学物质时变色。因此，标签的颜色能提示食品是否变质。这只是一种新颖的超薄变色薄膜的众多应用之中的一项，这种薄膜由莱斯大学和麻省理工学院的材料科学家共同开发而成。该研究被发表在美国化学学会的纳米技术期刊《ACS Nano》上。
项目负责人是位于美国休斯敦的莱斯大学工程学院的院长尼德·托马斯(Ned Thomas)，他曾是MIT材料科学与工程系的系主任。
托马斯和他的研究团队把聚合物结合到一种自组装超材料中，在暴露于溶于溶液的离子或大部分环境中的离子时，这种材料会变色。该材料是根据离子渗入亲水层的能力来改变颜色的。
这种微米厚的材料采用名为光子凝胶的疏水性聚苯乙烯和亲水性聚(2-乙烯基吡啶)(P2VP)的纳米层制成。光子凝胶比人的头发还要细，托马斯认为其生产成本将极其低廉。
托马斯说：“我们用这种薄膜覆盖一个足球场大小的区域只需要花费大约100美元。”
当把这种薄膜暴露于各种溶液时，研究人员发现它们会根据吸收的溶剂量按比例改变颜色。薄膜原本为中性透明状态，研究人员可以把它变为蓝色(采用硫氰酸)、绿色(碘)、黄色(硝酸盐)、橙色(溴)和红色(氯)。所有这些相互作用都是可逆的;当没有污染物质时，薄膜就会变为原本的透明色。
颜色的变化是由P2VP层的膨胀导致的。薄膜内部各层的厚度不同，能够改变光线透过薄膜的折射方式。托马斯认为，可通过某种方式来利用这种变化，从而让凝胶对特定的方式作出反应，进而作出“调整”。
托马斯说：“如今在光子学领域，人们在设想把光线当作水一样。也就是说，你可以把它放到这些微管中。你可以在非常尖锐的拐角处扭转光线。可以把光线放到任何想要的地方，也可以不让它出现在任何不想要的地方。借助光子学，光线管道化要比过去容易得多，同时借助带隙也更容易形成光子晶体。”
该技术的其他潜在应用包括安保应用(检查药物、爆炸物或生物污染物)或作为电子墨水及薄膜晶体管显示器的替代型技术。(中国食品报网）
