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Science Advances:银扇草中反光纤维素片的多尺度组装

已有 1894 次阅读 2020-7-6 08:58 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Photonic paper: Multiscale assembly of reflective cellulose sheets in Lunaria annua

第一作者G. Guidetti

第一单位美国塔夫茨大学

通讯作者F. G. Omenetto


 Abstract 


背景回顾Bright, iridescent colors observed in nature are often caused by light interference within nanoscale periodic lattices, inspiring numerous strategies for coloration devoid of inorganic pigments.


主要研究:Here, we describe and characterize the septum of the Lunaria annua plant that generates large (multicentimeter), freestanding iridescent sheets, with distinctive silvery-white reflective appearance.


Assembly 1~the thin-film:This originates from the thin-film assembly of cellulose fibers in the cells of the septum that induce thin-film interference–like colors at the microscale, thus accounting for the structure’s overall silvery-white reflectance at the macroscale.


Assembly 2two thin layersThese cells further assemble into two thin layers, resulting in a mechanically robust, iridescent septum, which is also significantly light due to its high air porosity (>70%) arising from the cells’ hollow-core structure.


结论:This combination of hierarchical structure comprising mechanical and optical function can inspire technological classes of devices and interfaces based on robust, light, and spectrally responsive natural substrates.


 摘  要 


自然界中观察到的明亮、虹彩色泽往往是由于纳米级周期性晶格中光的干涉所造成的,这启发了无数不含无机色素的着色策略。本文中,作者研究了银扇草的隔膜,其能够产生几厘米的、独立式虹彩片,并且具有独特的银白色反光外观。银扇草的这种外观特征源自于隔膜细胞中纤维素纤维的薄膜组装,这在微观尺度上引起了类似于薄膜干涉的着色,因此解释了宏观尺度上该结构的整体银白色反射光。这些细胞会进一步组装成两片薄层,进而形成一个机械上稳固的虹彩隔膜;并且由于细胞的空心结构所导致的高通气孔隙度(>70%),银扇草中这种隔膜会异常的轻。这种机械和光学功能组合的层次结构可以为基于稳固、轻便以及光学响应的天然材料所构建的设备和介面提供技术灵感。


 通讯作者 


**Fiorenzo Omenetto**


个人简介:

1992年,帕维亚大学,硕士;

1997年,帕维亚大学博士


研究方向:

超快非线性光学,纳米光子学,生物聚合物多功能材料,材料科学,光子晶体,光子晶体纤维


doi: 10.1126/sciadv.aba8966


Journal: Science Advances

Published date: July 01, 2020



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