其他

裂縫成畫布

利用塑膠中的微型結構,可製造出多采多姿的肖像畫。

撰文/利曼(Jennifer Leman)
翻譯/宋宜真

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裂縫成畫布

利用塑膠中的微型結構,可製造出多采多姿的肖像畫。

撰文/利曼(Jennifer Leman)
翻譯/宋宜真

重現經典:以聚苯乙烯所重製的維梅爾畫作「戴珍珠耳環的少女」。


數千年來,人類運用以色素為基底的顏料、油墨和染料,創造出藝術。現在,研究人員製作出微小的塑膠畫,但顏色則來自塑膠微觀表面的特徵變化。


色素是吸收特定波長而反射其餘波長的光之後呈現特定顏色的化學物質。但是某些材料,例如閃蝶的閃藍色翅膀以及某些蜂鳥眩目的羽毛,則是由於材料表面微型結構的尺寸和間距,與不同波長的光交互作用而呈現顏色。


許多塑膠在受到應力時都會產生微小的裂縫,稱為裂紋。這些裂紋通常隨機出現在整個材料中,但是若先以光束照射塑膠,則能弱化特定部位,使這些部位受到應力作用時會產生裂紋。日本京都大學材料科學家吉彭斯(Andrew Gibbons)是這項研究的共同作者,他說:「你可以實際控制裂紋產生的位置。」基於不同尺寸和形態的裂紋,便可形成具有特定顏色的微型結構。


吉彭斯等人讓強大的發光二極體(LED)照射薄塑膠片,再浸泡在醋酸中,讓受到光照而預先弱化的部位產生裂紋。這些裂紋最初能夠反射出與照射光源相同波長的光,這項研究成果發表在今年6月的《自然》。


如果塑膠浸泡時間較長或暴露在高溫下,裂縫會膨脹而反射更長波長的光。塑膠受光照射的區域大小以及塑膠厚度,也都會影響裂縫的膨脹程度。研究人員為了測試他們的方法,製作了經典畫作的縮小圖,甚至還有皇后合唱團專輯封面(最小有0.25毫米寬)。


未參與這項研究的美國國家標準與技術局(NIST)的聚合物科學家索爾斯(Christopher Soles)評論:「這是一種創新的嘗試。通常材料出現裂紋是非常糟糕的事,但此處的裂紋是有用的。」這種裂紋製作方法適用於許多類型的塑膠,包括用於食物容器的聚苯乙烯、用於光碟盒的聚碳酸酯,以及用來製作防彈玻璃的壓克力。


吉彭斯說,裂紋或許可用來為貨幣或高價商品製造耐用的防偽塑膠塗層。微型結構不只能製造更多漂亮的圖片,他希望這項技術最終可用來製造儲存微量液體的醫學分析器具。