به گزارش مشرق به نقل از ایسنا، در این کار جدید که توسط «ند توماس» از دانشگاه رایس رهبری شده است، مواد پلیمری به‌ شکل متامواد منحصر به‌ فردی خودآرایی می‌کنند که زمانی که در معرض یون قرار می‌گیرند، بسته به قابلیت یون در نفوذ به لایه‌های آبدوست، تغییر رنگ می‌دهند.

تولید این ماده با ضخامت میکرومتری که ژل فتونیکی نام دارد، چنان ارزان است که «توماس» می‌گوید: ما می‌توانیم یک سطح به بزرگی زمین فوتبال را تنها با هزینه چند صد دلار با این فیلم نازک پوشش دهیم. اما در کاربردهای عملی سطوح بسیار کوچک‌تری پوشش‌دهی می‌شوند.

او می‌افزاید: فرض کنید که به یک حسگر مواد غذایی نیاز دارید؛ اگر این حسگر درون بسته غذا باشد و محیط درونی این بسته به‌ دلیل آلودگی یا تغییر دما یا گذشتن از زمان مصرف تغییر کند، رنگ حسگر از آبی به قرمز تغییر یافته و مصرف‌کننده یا فروشنده می‌تواند خرابی ماده غذایی را به سرعت تشخیص دهد.

وی می‌گوید: این تغییر ظاهر بسیار خوب است، مخصوصاً زمانی که می‌خواهید تعداد زیادی از آنها را بررسی کنید. همچنین شما می‌توانید با استفاده از چشم غیرمسلح یا با یک طیف‌سنج نوری معمولی اطلاعات این حسگرها را بخوانید.

این فیلم‌ها از لایه‌های نانومقیاس پلی استایرن آبگریز و پلی (2-وینیل پیریدین) آبدوست ساخته می‌شوند. مولکول‌های پلیمر در یک محلول آبی پخش می‌شوند، اما زمانی که این مایع روی یک سطح اعمال شده و حلال آن تبخیر شود، مولکول‌های بلاک کوپلیمر به شکل ساختارهای لایه‌ای خودآرایی می‌کنند.

هنگام خودآرایی، لایه‌های پلی‌استایرن و پلی (2-وینیل پیریدین) یا P2VP به‌ صورت یک در میان روی یکدیگر قرار گرفته و یک لایه شفاف را ایجاد می‌کنند. زمانی که این لایه شفاف در معرض محلول‌های مختلف قرار می‌گیرد، بسته به‌ میزان جذب محلول توسط لایه‌های P2VP ، تغییر رنگ داده و رنگ‌های متنوعی ایجاد می‌کند. این محققان توانستند رنگ این لایه شفاف را به صورت متوالی به آبی (با یون‌های تیوسیانات)، سبز (ید)، زرد (نیترات)، نارنجی (برم) و قرمز (کلر) تغییر دهند. در هر یک از این موارد، تغییر رنگ حسگر برگشت‌پذیر بود.