新的超薄柔性材料能够改变颜色

一种超薄柔性材料开发的加州大学伯克利分校研究人员行为作为一个变色龙般的皮肤通过改变颜色在需求力的应用。

Colour-Shifting伪装

这项新研究的发展铺平了道路colour-shifting伪装,先进显示技术和传感器能够确定飞机,否则无法觉察的缺陷桥梁和建筑物。

这是第一次有人做了一个灵活的变色龙般的皮肤,仅仅通过收缩它可以改变颜色。

康妮j . Chang-Hasnain伯克利团队和合作者的一部分

本研究遵循本周早些时候宣布日内瓦大学的一个小组发现的机制,控制和调节的快速和复杂的变色龙的颜色变化。

光谱的光

研究人员仔细蚀刻小特性比光的波长小的超硅薄膜为了创建这个新material-of-many-colours,让他们选择一个范围的颜色通过收缩和弯曲。

引人注目的白色,广谱的光的表面物质,如面料和油漆给物质基于一个特定的颜色不同波长的光的吸收和反射,取决于表面的化学成分。

如果更短的波长反射回来,对象会将红色和蓝色的色调和颜色可能的组合的整个彩虹色谱如果长波长反射回来。

表面的化学成分需要调整改变其颜色。创建设计师颜色不使用化学染料和颜料是由科学家和工程师正在研究的另一种方法。

结构色

表面特性可以控制在最小的范围,而不是调整材料的化学成分,只允许他们互动和反映特定光的波长。这种结构色的可以在自然中观察到一些甲虫、蝴蝶。

灯光控制使用结构代替传统光学不是一项新技术,在天文学中是很常见的,在使用衍射光栅、等间距的缝,是一种常见的实践指导和传播光组件的颜色。然而,这种方法不能用来控制光线由于高的光学损失。

研究团队实现色彩控制采用类似的原则,而是一个完全不同的设计。研究者蚀刻成排的山脊上一个超细硅层,而不是切缝,从而允许反映了一个非常具体的光波长,而不是分散到整个彩虹色谱. .

调光的颜色

可以选择特定的颜色反映了“优化”脊之间的空间。光的频率反映有效和容易反映了硅棒相比,缝衍射光栅。

因为间距,或时期,山脊起着关键作用的控制光的反映,科学家们理解巧妙地转移周期的可能性,因此产生的颜色通过弯曲和弯曲材料。

如果你有一个非常精确的结构表面,间隔,这样他们就可以与一个特定的波长的光,你可以改变它的属性,以及它如何与光相互作用通过改变它的尺寸。

康妮j . Chang-Hasnain伯克利团队和合作者的一部分

以前曾试图使一个灵活,色彩变化表面无法满足要求。尽管腐蚀金属表面更容易,他们只能反映入射光的一部分。其他表面过于刚性,使他们很难弯曲与足够的控制,或有限的应用程序由于其厚度。

克服障碍

成功地克服了这些障碍伯克利分校研究人员通过他们的光栅酒吧从120纳米厚的硅半导体层。硅棒被嵌入到一个灵活的硅胶层以传授的灵活性。的周期光栅间距变化对硅树脂的弯曲或弯曲。

使用半导体材料,研究人员能够形成一个超瘦,完全平坦的和容易可延长的肌肤所需的表面性质。由此产生的材料能够反映出高达83%的入射光,产生精确的和非常纯粹的颜色。

研究小组最初的设计产生了鲜亮的色彩,可以从绿色变成黄色,橙色,和红色的波长范围39个纳米,当周期改为只有25 nm。

下一步是让这个大规模的和已经有设施,可以这样做。在这一点上,我们希望能够找到应用于娱乐、安全、和监控。

这是第一次有人取得了如此广泛的颜色在一个单层,薄而灵活的表面。我认为这是非常酷。

康妮j . Chang-Hasnain伯克利团队和合作者的一部分

科学家称,未来的设计可以反射光线与更高的效率和覆盖更广泛的颜色。

为了说明这一点,一个1厘米²colour-shifting硅层是由研究团队。然而,需要更多的努力设计材料有一个大小适当的商业应用。

出版

这项研究已经发表在《华尔街日报》视神经节。