선 바깥쪽에 색칠하기

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마티아스 콜레(Mathias Kolle)에게 나비의 날개는 더 나은 물질 세계를 향한 창입니다. 곤충의 무지개 빛깔은 색소나 염료가 아닌 "구조적 색상"의 결과입니다. 하나의 날개에는 작은 반사판 역할을 하는 수십만 개의 미세한 비늘이 층층이 쌓여 있어 다양한 각도와 깊이에서 빛을 반사시켜 나비에게 고유한 색상을 부여합니다. 그리고 반짝임.

MIT 기계공학 부교수인 Kolle은 구조적, 빛 굽힘 효과를 복제하고 심지어 개선하는 방법을 찾기 위해 나비 날개 및 기타 광학적으로 흥미로운 유기체의 미세 구조를 연구하고 있습니다. 그와 그의 학생들은 압력 모니터링 붕대에 통합되거나 강도 테스트 매듭에 묶일 수 있는 색이 변하는 시트와 섬유, 그리고 힘을 증폭시키는 액체 방울을 포함하여 고급 광학 기능을 나타내는 자연에서 영감을 얻은 재료를 디자인하고 있습니다. 무지개.

나비가 고유의 색소나 염료 없이 전체 색상 스펙트럼을 반사하는 것처럼 Kolle은 화학 물질 없이 색상을 생성하도록 가공할 수 있는 직물, 섬유, 유체와 같은 재료를 구상합니다.

“제대로만 하면 화학 색소나 염료를 첨가하지 않고도 구조만으로 재료에 본질적으로 착색이 가능합니다. 실제로 이러한 색상은 안료만으로 얻을 수 있는 것보다 훨씬 더 화려합니다.”라고 최근 임기를 받은 Kolle은 말합니다. "자연의 구조적 색상에 대한 수많은 놀라운 사례를 살펴보고 자연이 빛을 다루는 방식에 대한 지식을 활용하여 재료에 새로운 방식으로 기능성을 부여할 수 있는 방법을 묻는 것은 정말 신나는 일입니다."

빛을 보다

콜레는 그의 부모님이 화학자로 일했던 구 동독의 도시 게라에서 태어나고 자랐습니다. 1989년, 베를린 장벽이 무너진 직후, 그는 처음으로 서독으로 건너갔던 일을 기억한다.

“저는 7살이었습니다. 부모님은 저와 형을 차에 태우고 차를 타고 국경을 넘어갔습니다.”라고 콜레는 회상합니다. "장난감 가게의 진열창을 보다가 벽 반대편에 있는 아이들이 미키 마우스나 성냥갑 자동차 같은 것들을 갖고 있다는 사실에 마음이 아팠습니다."

그는 여행에서 기념품을 가지고 돌아왔습니다. 간단한 결정 성장 키트는 화학과 과학에 대한 관심을 불러일으켰습니다. 나중에 고등학교 교사인 군나르 피에츠코(Gunnar Pietzko)는 프리즘과 결합 진자를 보여줌으로써 콜레의 물리학에 대한 호기심을 불러일으켰습니다. 졸업 후 콜레는 다른 국경을 넘을 수 있는 기회를 찾기 위해 인근 자를란트 대학교에서 물리학을 공부하기로 결정했습니다. 대학은 학생들이 자르란트와 프랑스의 로렌 대학 사이에서 시간을 나눌 수 있는 물리학 프로그램을 운영했으며 바로 그 해에 Kolle이 탐험하고 싶어했던 룩셈부르크에서도 공부할 수 있는 옵션이 추가되었습니다.

5년 프로그램 동안 그와 소수의 다른 학생들은 세 대학을 오가며 함께 공부하고 여행했습니다.

"우리는 함께 나라에서 나라로 뛰어다니는 사람들로 구성된 긴밀한 커뮤니티였습니다."라고 Kolle은 말합니다. “매년 우리는 처음부터 시작해서 우리가 알지 못하는 다른 곳에서 길을 찾아야 했습니다. 정말 엄청난 배움의 경험이었다고 생각합니다.”

공부하는 동안 Kolle은 네덜란드에서 Ulli Steiner 교수와 함께 인턴십을 했고 그 덕분에 재료에 색상을 가지고 놀 수 있었습니다.

“Ulli는 나에게 엄청난 창작의 자유를 주었습니다. 저는 그의 연구실에서 폴리머를 혼합하고 광학적으로 흥미로운 재료를 만드는 일을 하고 있었는데 정말 좋았어요.”라고 Kolle은 말합니다. "그것은 구조를 통해 빛을 조작하고 흥미롭고 개방적인 과학을 탐구하는 첫 번째 시도였습니다."