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能像烏賊一樣可感知變色的超材料即將出現(xiàn)
2015-02-26  來源:中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:變色能力 液晶屏 烏賊皮

    烏賊是自然界中的偽裝大師,它們的皮膚有著令人匪夷所思的強大變色能力,能瞬間改變自己的顏色,完美融入周邊的環(huán)境。現(xiàn)在,這一令人拍案叫絕的技術(shù)或許很快就將為人所用了。

  據(jù)物理學家組織網(wǎng)日前報道,美國萊斯大學納米光子學實驗室(LANP)公布了一項研究成果,使“烏賊皮”超材料的制造邁出了關(guān)鍵的一步。被形容為“烏賊皮”的該類材料可以感知到周邊環(huán)境顏色,并自動改變自身顏色與周邊環(huán)境融為一體,實現(xiàn)人們期待已久的完美光學偽裝。

  這次公布的成果是一項全新的彩色顯示技術(shù),使用了通常應(yīng)用于頂級液晶電視和顯示器的鋁納米粒子,可以顯示出生動的紅、藍、綠三色,初步解決了“烏賊皮”顯示顏色的難關(guān)。該研究成果發(fā)表在近期的美國《國家科學院學報》網(wǎng)絡(luò)版上。

  這項突破性發(fā)現(xiàn)來自萊斯大學自2010年起啟動的系列研究中的最新成果。該系列研究旨在制作出能模仿頭足類動物(以烏賊、章魚、魷魚為代表)變色能力的超材料。

  LANP主管、該項目共同作者之一的內(nèi)奧米·哈拉斯表示,研究小組的目標就是模仿這些神奇的動物皮膚,以同樣的方式將分布式光傳感和處理能力完美結(jié)合,并實現(xiàn)于超材料當中。為成功制造出“烏賊皮”,工程師們面臨著兩大挑戰(zhàn):一是要創(chuàng)造出一種能像烏賊皮膚一樣感知到周圍環(huán)境光線顏色的材料,二是要設(shè)計出一種能夠?qū)Ω兄鞒龇磻?yīng)并顯示生動偽裝紋飾的系統(tǒng)。

  小組成員斯蒂芬·林克和嘉娜·奧爾森展示了該材料的工作原理。材料上布滿了5平方微米大小的像素點,小于商用液晶屏像素近40倍。奧爾森通過電子束沉積技術(shù),使一個個鋁納米棒陣列排列于每個像素點中,每個像素點中包含有數(shù)百個納米鋁棒,鋁納米棒長約100納米,寬約40納米。他們通過改變納米棒的長度和間距,使像素點顯示出明亮艷麗的紅、藍、綠色調(diào)。其色彩質(zhì)量遠遠高于普通的鋁納米顆粒像素,效果甚至能與高清液晶屏相媲美。

  林克表示,他們通過對納米棒進行有序排列這一關(guān)鍵手段,成功解決了現(xiàn)有鋁納米棒技術(shù)曾存在的色彩不夠艷麗和易褪色問題,使像素點顯示的顏色更加生動、艷麗,具有廣闊的運用空間。

  這項技術(shù)未來有望廣泛應(yīng)用于液晶顯示器領(lǐng)域,代替易褪色和漂白的常用顯示器著色劑。研究人員希望能進一步完善這項顯示技術(shù),與現(xiàn)有的多項相關(guān)技術(shù)相整合,制造出一種能夠識別和顯示全色彩的全新材料,最終在大面積的聚合物表面真正呈現(xiàn)出“烏賊皮”的效果。

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