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女孩的这个小再现戴珍珠耳环的是“画”光|高德
发表时间:2020-09-12 11:03     阅读次数:
放大/百万纳米柱如何被用来同时控制颜色和入射光的强度,突出约翰内斯Vermeer的女孩的忠实再现带有珠光Earring.T的图示。徐/南京大学读者评论30 27 Reddit上的Twitter在Facebook上共享参与分享这个故事分享海报

科学家们已经制造微小的“纳米柱”能够传输光的特定颜色的,在特定的强度,这有希望改进光通信和货币防伪措施。对于概念验证,他们决定以数字方式重现荷兰大师约翰内斯·维米尔名画女孩戴珍珠耳环的,刚涂上光,而不是色素。他们的存款保险计划倔强他们的工作发表在杂志上。光学最近的一篇论文。

“再现的质量,捕捉细微的色彩层次和暗部细节,简直是非凡的,说:”合着者阿米特阿格拉瓦尔,具有研究员科学技术研究所(NIST)。 “这项工作相当漂亮桥接技术和纳米技术的领域。”

自然具有结构色的例子比比皆是。鲜艳的色彩在蝴蝶翅膀上没有来自任何色素分子,但是从机翼的结构如何,例如。几丁质的尺度(多糖共用昆虫)被布置像屋顶瓦。本质上,它们形成一个衍射光栅,除了光子晶体只产生一定的颜色,或波长,光的同时衍射光栅瓦特生病产生的整个光谱,很像一个棱镜进一步阅读“彩虹”象鼻虫可容纳的秘密实验室产生自然的色彩

科学家们试图模仿自然与纳米加工技术,能够产生结构色的,只是调整纳米结构的尺寸。然而,颜色,例如“metasurfaces”生成被固定的亮度;它们不允许用于调谐的亮度,以实现光的复杂相互作用和阴影在艺术世界如已知的“明暗对比。”

纳米支柱具有独特形状的型纳米结构,从底部支柱变细成尖顶。分组到阵列和它们与较少的材料,使之成为一个有前途的替代捕获光(高达99%)的一个很好的手段用于制造太阳能电池板。它们也可以用于创建抗菌表面,很像微小的,类似形状的杆在蝉翼可以通过破裂其细胞膜杀死细菌

放大/左:原理图,用于产生全色图像nanopainting。插图示出的构成的二氧化钛纳米柱和纳米柱制造的扫描电子显微镜图像。右:女孩的试验彩色图像随着下白色光illumination.T产生的珍珠耳环。许/南京大学

奈米柱也可以被用来产生结构的颜色。例如,科学家们先前照射纳米柱阵列用白色光以产生特定的颜色(红,蓝和绿光),简单地通过改变纳米柱的尺寸(宽度)。然而,作者指出,虽然这些阵列可以产生所产生的颜色是固定的鲜艳的色彩,亮度(或强度),并且不能被“调谐”。亮度的位移的电平的关键是再现图像的明暗对比。 “通过调谐一个颜色的亮度,将所生成的阴影渲染效果可以使图像显示具有更强的空间和立体感”,作者写道。

这是可能的液晶和电致变色聚合物添加到超颖表面阵列来控制亮度,但控制不跨整个可见光谱范围内延伸。而所需的复杂的电子架构使其难以实际应用适应这种metasurfaces。

NIST球队的纳米柱解决许多这些ISSU的ES,可调性的最显着的问题。该小组制作在载玻片上的二氧化钛纳米柱,使用椭圆形横截面,而不是圆形的一个,以使直径是不均匀的,但有一个长轴和短轴。通过与进入的白光的偏振改变的长轴的取向和配对与载玻片上的回一个特殊的偏振滤光器,所述团队能够裁缝由纳米柱发射的光的强度。另外ReadingNew分析提示重新思考日期,时间维米尔的代尔夫特查看

原则上,它的工作原理大致相同的方式偏光太阳镜。偏振的更大的旋转角,更大的透射光的强度。通过这种方式,在SCIEntists能够控制跨越颜色的可见光谱颜色和亮度。

维米尔是光影一个指出主,他的画有丰富的明暗对比。所以,女孩戴珍珠耳环是一个自然的选择时,NIST团队寻求一个很好的考验候选人,看看他们的技术可以进行数字绘画与光重现。首先,他们取得了绘画的数字拷贝,只是1毫米的长度,然后利用这些信息设计上百万个纳米柱组成的矩阵。五个纳米柱组(一个红色,两个绿色,两个蓝色),在所需的角度定向,所述维米尔形成的像素。最后,他们通过矩阵照射白色光以产生原始的毫米大小的再现。

结果证明是相当imp的ressive,甚至可以拍摄一些油画的质感。 “可以看出,女生穿蓝色头巾和金色外套搭配白领下方,呈现超流畅的亮度过渡,较深的外围边与黑色背景无缝融合,”作者写道。 “光滑的色调和亮度转变允许图像以呈现油画般的质感,典雅的桥接科学结果和现有技术之间的差距。”

可以使用

这些纳米柱metasurfaces添加光的特定波长光纤,以便更好地控制信息纤维可以携带的量。它也可能是可以使用的技术作画纸币与复杂的颜色,这将是很难被伪造。

DOI:。。光学,2020 10.1364 / OPTICA.403092(关于的DOI)

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