Nanopartikel berwarna-warni

Kimia penuh dengan reaksi dan transformasi warna-warni - dengan ini membuat kesan yang tak terhapuskan pada banyak orang. Seseorang terbawa suasana dan mengabdikan hidupnya lebih lanjut untuknya, seseorang berpikir tentang kemungkinan manfaatnya. Larutan warna-warni lebih mungkin berasal dari bidang kimia kompleks, tetapi bagaimana dengan nanopartikel? Bagaimana mereka bisa mengejutkan apa kemegahan eksternal mereka? Temui warna struktural!

Warna struktural tidak dibuat karena sifat individu zat, seperti halnya pigmen. Pigmen terdiri dari molekul yang menyerap bagian tertentu dari spektrum, masing-masing sinar yang dipantulkan memiliki warna. Warna yang diciptakan oleh struktur adalah masalah lain. Dimensi struktur harus kurang dari panjang gelombang cahaya, dimana untuk daerah tampak berada pada kisaran 200-600 nanometer. Dalam hal ini, seperti yang dikatakan fisika, cahaya, ketika berinteraksi dengan suatu material, menunjukkan sifat gelombang. Struktur nano membentuk gelombang cahaya yang dipantulkan, memotong dan meredam beberapa gelombang (warna) dan meninggalkan yang lain. Omong-omong, Hadiah Nobel 1908diberikan kepada fisikawan Gabriel Lippmann "Untuk kreasi metode reproduksi warna fotografis berdasarkan fenomena interferensi." Lippmann menyebutkan bahwa dalam metodenya, warna benar-benar muncul karena interferensi pada pelat foto tanpa partisipasi pewarna apa pun: ia membasahi emulsi, gelatin membengkak, dan jarak antara bintik-bintik dalam pola interferensi berubah, warna-warna menghilang. Tapi segera setelah gelatin mengering, pola interferensi pulih, dan warna gambar kembali.

, . ( ), , . , . , , , .

, True Color, 24 , . : 405 . - , , 460 ( ). ? , - (), , . - . ? , .

, - . - , , . , - , , . - -: , . .

, , . - . , . . - . , . , , , . - . , , - - .

. . Mie Theory Calculator. . ( ) :

- , l, - g, , d - . d~100 .

, -. .

! , , . , , ( = ). , - .

. , . - .

, . , 1.5 , , . - , ? , Julia.

Julia:

pkg> add https://github.com/dronir/MieScatter.jl
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

using MieScatter
const nm = 0.001
const nλ = 1000
 
particle_area = π*(1.0nm)^2
x = size_parameter(1.0nm, 400nm)
 
S, Qsca, Qext, Qback = compute_mie(x, 2.0, [0.0])
σ_sc_mie = Qsca*particle_area
 
Qsca_rayleigh(λ, α, m) = 2/3π*λ^2*α^6*((m^2 - 1)/(m^2 + 2))^2
σ_sc_ray = Qsca_rayleigh(400nm, x, 2.0)
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

, - .

using MieScatter
#      
#   https://refractiveindex.info/
ref_indx_core(λ) = sqrt(1 + 1.4435λ^2/(λ^2 - 0.020216))
ref_indx_medium(λ) = sqrt(1.46659 + 0.293555*λ^2/(λ^2-0.0155008)) # 1.3378
 
const nm = 0.001
const nλ = 1000
 
const r_NP = 1500nm/2
 
λs0 = LinRange(250nm, 1000nm, nλ)
 
λs  = λs0 ./ ref_indx_medium.(λs0)
xs  = size_parameter.(r_NP, λs)
 
Qexts = zeros(nλ)
 
for i=1:nλ
      n_rel = ref_indx_core(λs0[i])/ref_indx_medium(λs0[i])
      S, Qscas, Qexts[i], Qback = compute_mie(xs[i], n_rel, [0.0])
end
 
using Printf
for i=1:nλ
       Printf.@printf("%f %f\n",λs0[i]/nm, Qexts[i])
end
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

. — , — .

+

, . . , 1-3 . , , (Cranberry glass or 'Gold Ruby'). , , . .

? . , , , .

, .

- , - , ! .

, , , . , ! , - Kate Nichols. : )