南安普顿大学研制新方法改变黄金颜色和纹理

南安普敦大学的科学家开发了一种改变黄金颜色和质地的新方法。

黄金是世界上最珍贵和最受欢迎的金属之一。英国科学家现在找到了改变黄金颜色和质地的方法。使用这种方法，珠宝、钟表、艺术品、酒杯、雕像、金条、硬币或任何黄金制品都可以染成红色或绿色，以及各种颜色的图案。

然而，这样做的目的是什么？专门从事光电研究的科学家指出，这一最新突破的优势在于，金属可以在没有涂层或化学处理的情况下进行涂漆或装饰。然而，新一代纳米材料可能会给人类带来潜在的经济和环境效益。

完成这项研究的南安普敦大学的科学家说，这种着色方法也可以用于其他材料，如银和铝。

科学家发现，在金属表面雕刻小突起或锯齿可以改变金属表面对光的吸收和反射，从而确保人们的眼睛根本看不到黄金。然而，该技术可以应用于一系列工业领域，例如珠宝制造和钞票和证书的防伪。

具有复杂光学特性的金属不仅可以作为安全特征植入到证书中，而且这种技术也很难被模仿。

南安普敦大学光电研究中心副主任尼古拉·热鲁德夫教授领导了这项研究项目，他说:“这是人类第一次改变肉眼可见的金属颜色。”

哲鲁德夫说:“我们看到的周围物体的颜色是由光和物体之间的相互作用决定的。例如，反射红光并吸收其他波长的物体会呈现红色。”“这是这个项目使用的基本原则。我们可以通过雕刻直径只有100纳米的金属来控制被金属吸收和反射的光的波长。”哲鲁德夫补充道。

当光线照射在金属上时，其表面图案的精确形状、高度和厚度决定了光线的方向，即形成的颜色。这种技术可以用来将一种特定的金属染成多种不同的颜色。例如，银戒指可以用许多不同的图案装饰，使戒指的一部分看起来是红色的，另一部分是绿色的。

研究人员称，这种纳米图案的研究应用了离子研磨等技术，离子研磨被称为“原子喷砂法”。

光电研究中心的高级研究员凯文·麦克唐纳博士解释说:“目前，这一成果仍是一项原则验证成果，生产技术需要进一步发展，以使这一技术在实验室商业化。然而，许多企业已经就这项技术的未来应用与我们联系过。”

麦克唐纳说:“在珠宝等美学应用中，我们不会设想完全改变物品的颜色，因为首先，这样做会使物品看起来不像是由黄金或白银制成的。相反，这项技术将成为增加独特装饰功能或安全标志的一种手段。”

因为这种效果不取决于涂层、合金、金属的化学处理或金属性能的变化，着色技术并不妨碍金属的内在价值，其质地仍然是纯金或纯银麦克唐纳补充道。

雕刻的图案可能包括持有者的细节，如代码，以证明物品丢失或被盗时的所有权。

哲鲁德夫解释说，这一功能的关键是图案中包含的个人特征比入射光的波长短。因此，从技术上讲，刻有纳米图案的金属是一种超材料，可以通过设计提供自然界中不存在的属性。

这一概念可以扩展到使用纳米压印光刻和其他技术的工业生产，就像在光盘生产中在标准模板上压印一样。

据报道，这一突破是纳米光子材料计划的一部分。该项目为期六年，由英国工程和自然科学研究委员会资助。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2013-04-04第三版国际版)