Berdasarkan teknik fotografi yang banyak terlupakan, para peneliti di AS telah mengembangkan bahan fotografi yang berubah warna saat diregangkan. Bekerja di Massachusetts Institute of Technology (MIT), tim ini menunjukkan bagaimana gambar berwarna dapat dibuat dengan memodifikasi struktur skala nano film. Struktur ini memantulkan cahaya pada panjang gelombang berbeda, yang berubah seiring dengan peregangan film. Para peneliti mengatakan bahwa metode mereka menawarkan pendekatan berbiaya rendah dan terukur untuk menciptakan material optik baru.
Warna struktural umum di alam dan contoh yang sudah dikenal termasuk bulu beberapa burung dan sayap beberapa kupu-kupu. Alih-alih menggunakan pigmen, warna struktural diciptakan oleh interferensi cahaya yang dipantulkan dari permukaan bertekstur mikroskopis. Hasilnya adalah warna tertentu terlihat pada sudut pandang tertentu, sedangkan warna lain tidak. Fenomena terkait yang disebut permainan warna terjadi ketika warna struktural suatu objek berubah dengan sudut pandang.
Saat ini, para peneliti sedang mengeksplorasi bagaimana warna struktural dapat digunakan dalam bahan optik canggih. Namun, struktur skala nano yang sesuai seringkali mahal dan kompleks untuk diproduksi, terutama dalam skala besar.
Teknik pemenang Nobel
Sekarang, Benjamin Miller dari MIT, Helen Liu dan Mathias Kolle telah mengembangkan solusi potensial untuk keterbatasan ini. Ini didasarkan pada teknik fotografi awal yang pertama kali dikembangkan oleh fisikawan Prancis Gabriel Lippmann dan yang membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel Fisika 1908. Untuk menangkap gambar, Lippmann menempatkan emulsi transparan dari butiran kecil yang peka cahaya di antara dua pelat kaca. Sebuah cermin diposisikan di belakang pelat belakang sehingga memantulkan cahaya yang melewati emulsi.
Saat terkena pemandangan visual, gelombang cahaya yang memasuki emulsi mengganggu pantulannya. Ini menghasilkan gelombang berdiri dalam emulsi yang secara bertahap mengubah pengaturan skala nano dari butiran. Hal ini menyebabkan variasi periodik dalam indeks bias film, menangkap informasi optik dari pemandangan visual. Setelah eksposur hingga beberapa hari, susunan butir diperbaiki, dan hasilnya adalah gambar berwarna pemandangan – gambar yang sangat mirip dengan hologram modern.
Namun, proses Lippmann lebih memakan waktu dan sulit daripada teknik fotografi warna lain yang muncul pada saat itu dan karena itu sebagian besar telah dilupakan. Sekarang, Kolle dan rekan-rekannya telah meninjau kembali teknik tersebut dengan menggunakan bahan holografik modern.
Polimer peka cahaya
Trio MIT mulai dengan menempatkan lembaran tipis polimer peka cahaya yang melar pada cermin, dan memaparkannya ke gambar proyeksi yang cerah. Sama seperti pendekatan Lippmann, ini menciptakan pola gelombang berdiri, yang mengubah indeks bias film. Setelah beberapa menit pemaparan, mereka kemudian merekatkan film ke lapisan silikon, menciptakan gambar berwarna yang besar dan detail.
Warna struktural peralihan cepat dapat digunakan dalam tampilan video berdaya rendah
Saat mereka meregangkan film – dengan menariknya atau menekan objek ke dalamnya – struktur nano terdistorsi secara reversibel. Distorsi ini mengubah warna cahaya yang dipantulkan oleh film (lihat gambar). Ketika tim membuat film serba merah, gambar hijau dapat dibuat dengan menekan objek ke bagian belakang film.
Tim juga bisa menyembunyikan gambar rahasia dalam film dengan menangkap gambar pada sudut miring. Gambar yang dihasilkan hanya terlihat dalam inframerah dekat – yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Namun, ketika bahan diregangkan, gambar digeser ke arah merah dan menjadi terlihat.
Kolle dan tim berharap teknik produksi mereka yang cepat, terukur, dan terjangkau dapat segera menghasilkan bahan optik praktis yang merespons rangsangan mekanis. Selain menyandikan pesan rahasia, aplikasi lain mencakup bahan pakaian yang berubah warna saat diregangkan; dan perban yang berubah warna seiring dengan perubahan tekanan pada luka.
Penelitian tersebut dijelaskan dalam Bahan Alam.
