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[摘要]這種具有柔性的可變色皮膚,只要彎曲一下即可改變顏色。研究人員通過改變材料的彎曲和伸展程度,選擇讓這種材料反射什麼顏色。
變色龍是一種神奇的動物,相信很多人都曾經夢想過像它一樣神奇變色。如今科學家把這個夢想變成了現實。
最近,加州大學伯克萊分校的工程師,開發了這種像變色龍一樣的人造皮膚。這種有多種顏色的新型材料,為開發全新類型的顯示技術提供了可能性。有了這種技術就可以開發出,能改變顏色的偽裝材料,和能探測到建築、橋樑和航空器中,不易探測到的缺陷的感測器。
“這是第一次有人開發出,這種具有柔性的可變色的皮膚,只要彎曲一下,就可以改變顏色,”伯克萊團隊的成員Connie J. Chang-Hasnai說。研究者在比人類的頭髮還細幾千倍的矽片上,蝕刻了一些細小的紋理,比光波的長度還小,這樣他們就可以通過改變材料的彎曲和伸展程度,選擇讓這種材料反射什麼顏色。
現在,工程師和科學家已經開發出了一種方法,可以不使用化學染料和色素,而改變物體表面的顏色。他們在物體的表面刻上最細小的紋理,使它們相互作用,反射出特定波長的光。這種“結構性顏色”在自然界中不太常見,但是很多蝴蝶和蜜蜂都會顯現出特殊的彩虹般的顏色。
伯克利的這些研究者,採用了大約120納米厚的半導體矽片,從而同時克服了這兩個問題。這種材料在柔性的矽片上,蝕刻上矽原子構成的隆起,從而實現了柔性。隨著矽片的完全和伸展,隆起之間的空間會發生變化,材料反射的光的顏色也會隨之變化。利用這種半導體材料,研究團隊還創造了一種皮膚,它非常薄,非常平整,並且很容易具有設計的表面特性。這種材料可以精確地反射非常純的顏色,而且效率很高,能夠反射入射光線的83%。
他們的初始設計,週期的變化只有25納米,就能產生非常鮮豔的顏色,包括綠色、黃色、橙色和紅色,波長變化的範圍達到了39納米。研究者們相信,未來的設計可以反射波長變化範圍更大的顏色,反射的效率也會更高。為了證明這一點,研究人員製造了一個一平方釐米的顏色可以變化的矽片。而未來的開發,就是要製造出一種足夠大的,可以實現商業應用的材料。
“下一步就是要製造更大的矽片,已經有一些製造商能夠做到這一點了,”Chang-Hasnain說。“到那時,我們希望能夠發現,它在娛樂、安全和監測等方面的應用。”
對於消費者來說,這種像變色龍一樣的材料,可以用於新型的顯示技術,製造用於戶外娛樂場所的色彩鮮豔的顯示幕。這種技術還可以用於製造交通工具外部的偽裝,使它能夠改變顏色,更好地融入周圍的環境。更多的日常應用,還可能包括能夠通過顏色改變來指示,金屬結構性疲勞的感應器,用來探測建築、橋樑,或機翼上重要金屬部件的結構性疲勞程度。
來源:gizmodo
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