Programovatelné nanosféry umožňují využít strukturální barvy přírody

Kombinace techniky programování barev s responzivními materiály umožní vyvíjet drobné, velmi citlivé mikrosenzory měnící barvu v reálném čase.

Příroda už před půl miliardou let „vynalezla“ strukturální barvy založené na optických vlastnostech nanostruktur, které pro vytvoření fascinujících odstínů nepotřebují pigmenty. Výzkumný tým, který vedl Colm Delaney z Trinity College Dublin, nedávno vyvinul metodu inspirovanou přírodou, která umožňuje vytvářet a programovat strukturální barvy pomocí pokročilé techniky mikrofabrikace. 
Nová metoda, jejíž vývoj financoval prestižní ERC (European Research Council) Starting Grant, by mohla značně ovlivnit vývoj materiálů pro environmentální senzory, biomedicínu, diagnostiku i fotoniku. 
Jde o technologii, která je založena na velmi přesném řízení samoskládání (self-assembly) nanosfér. Taková věc je přitom v materiálových vědách považovaná za velmi obtížnou. Doktorandka Teodora Faraoneová k tomu využila specializovaný 3D tisk ve vysokém rozlišení a s jeho pomocí řešila uspořádání nanosfér. Vznikly tak nanostruktury, které při interakci se světlem mohou vytvořit libovolné barvy duhy. Programovatelné strukturální barvy přitom nabízejí nepřeberné množství aplikací. 
Jednou z nejvýraznějších vlastností materiálu vytvořeného tímto způsobem je jeho extrémní citlivost. Vhodně vytvořené strukturální barvy mohou ihned reagovat i na nepatrné změny v prostředí, což nabízí příležitost pro vývoj nových typů chemických a biologických senzorů, které budou detekovat změny v reálném čase. Badatelé už takové senzory vyvinuli a pracují na jejich využití v biomedicínských implantátech, které by sledovaly biochemické změny v lidském těle.

^{Mikroskopické obrazové body (strukturální barevný snímek mikroskopem v tmavém poli a SEM snímek vlevo) lze vyrobit pomocí přímého laserového zápisu (3D tisku). Demonstrují schopnost dosáhnout širokého spektra strukturálních barev, které lze kombinovat i do mikroskopických uměleckých děl, jako třeba v případě uměleckého zobrazeném malého kolibříka (strukturální barevný snímek kolibříka extrahujícího nektar z květu pořízený mikroskopem v tmavém poli a jeho SEM snímek vpravo) 
© Colm Delaney / Trinity College Dublin}