Aiz katras krāsas slēpjas precīza zinātne – atomu izkārtojums, molekulu saites, gaismas spektri –, un tieši šajā punktā starp molekulām un krāsām attīstās materiālzinātne un jaunas inovācijas. Gaidot Zinātnieku nakti, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta (LU CFI) pētnieki dalās stāstos par krāsu un zinātnes mijiedarbību mūsu ikdienas darbā un eksperimentos laboratorijās.
Vairākas astoņkāju un kalmāru sugas spēj mainīt ādas krāsu, lai pielāgotos raibai jūras gultnei vai atbaidītu plēsējus ar draudīgiem košiem toņiem. Šie dzīvnieki to dara ar tādu ātrumu un precizitāti, ka to ādu var pielīdzināt izsmalcinātam organisko pikseļu displejam – šo līdzību mums skaidro Organisko materiālu laboratorijas pētniece Natālija Tetervenoka.
Galvkāji to panāk, izmantojot hromatoforus – sīkus, ar pigmentu pildītus maisiņus, kurus izpleš vai sarauj muskuļi – un zem tiem esošos iridoforus, kas atstaro gaismu. Tiešs neironu ceļš no smadzenēm uz ādas muskuļiem ļauj tiem acumirklī projicēt dinamiskus rakstus un krāsas; hromatofori nodrošina dzelteno, sarkano, brūno vai melno pigmentu, savukārt iridofori atstaro zilus, zaļus un sudrabainus toņus. “Elastīgs, spilgts un energoefektīvs krāsu displejs? Izklausās pēc kaut kā, uz ko pasaulē tiecas organisko gaismu emitējošo diožu (OLED) tehnoloģiju attīstībā,” saka Natālija.
“Mūsu laboratorijā mēs pētām jaunus materiālus, kas būtu piemēroti OLEDiem, kas spēj mainīt krāsas gandrīz acumirklī bez kustīgām daļām. Muskuļu saraušanās vietā mēs laižam elektrisko strāvu caur kompleksu, no vairākiem slāņiem sastāvošu organisko materiālu struktūru. Paraugā tiek ievadīti elektroni, kas ierosina materiālu, liekot tam nanosekundēs atbrīvot enerģiju gaismas fotonu veidā. Novietojot sarkanos, zaļos un zilos organiskos apakšpikseļus blakus, OLED ierīces acumirklī pielāgo spilgtuma attiecības, radot īpaši ātru un vienmērīgu krāsu maiņu pa visu virsmu bez mehāniskas aiztures.
“Daba paļaujas uz biomehāniku, savukārt mēs izmantojam elektroluminiscenci,” skaidro Natālija. “Tomēr galīgā vīzija šajā jomā joprojām ir pārsteidzoši saskaņota: īpaši plānu, elastīgu un energoefektīvu displeju izstrāde, kas nemanāmi pielāgojas videi.”
Atklāj vēl citus krāsainus zinātnes brīnumus rakstu sērijā Starp molekulām un krāsām!
