顏色是商品外觀設(shè)計(jì)的重要屬性。彩色的電子產(chǎn)品金屬外殼不僅滿足了人們的審美需求，也增加了商品的附加價(jià)值。電化學(xué)沉積是目前廣泛應(yīng)用的金屬合金表面著色技術(shù)，其顏色來自于由表面氧化層厚度決定的可見光干涉。由于該氧化層的厚度在產(chǎn)品的使用過程中不會(huì)改變，因此，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品顏色在使用過程中是固定的。
近期，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心極端條件物理實(shí)驗(yàn)室的博士研究生王朋飛在導(dǎo)師、特聘研究員孫永昊和研究員白海洋的共同指導(dǎo)下，與來自物理所、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和楊伊萬格利斯達(dá)浦金野大學(xué)的科研人員合作，發(fā)現(xiàn)了一種可以在自然條件下自發(fā)改變顏色的金屬材料。這種金屬材料的表面顏色幾乎每周一變。該材料色澤均勻明亮、其表面在磨損后可自行修復(fù)重現(xiàn)顏色，且在紫外光下具有熒光效果。
這種金屬材料的可自發(fā)改變顏色特性來自該合金在室溫條件下持續(xù)且不中斷的自發(fā)氧化。這是一種由稀土元素鈰作為主要組元的非晶合金。它由于具有鈰的化學(xué)活性，因此在室溫下具有高的氧化速率，由于非晶結(jié)構(gòu)中均勻的缺陷分布，所以避免了如多晶合金中因局域缺陷位置快速氧化帶來的銹斑，使得非晶合金的表面氧化層厚度均勻。研究人員通過在鈰基非晶合金中摻雜釔，可加快該金屬材料在自然條件下的變色，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其變色速率的調(diào)節(jié)。
中科院院士、物理所研究員汪衛(wèi)華帶領(lǐng)的非晶合金團(tuán)隊(duì)在稀土基非晶合金的研究中具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，主要研究成果曾多次發(fā)表在Phys. Rev. Lett.、Nat. Communs.等上，相關(guān)工作曾入選中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展。可以自發(fā)改變顏色的金屬材料的發(fā)現(xiàn)為稀土基非晶合金在功能材料的應(yīng)用上添磚加瓦。該研究成果不僅說明了稀土基非晶合金在外觀應(yīng)用上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，也發(fā)現(xiàn)非晶合金可作為某些功能材料的前驅(qū)體，無論是在應(yīng)用還是在基礎(chǔ)研究上均具有潛力。
