新的可伸缩,可变颜色的床单可以用于粘合剂类型的显示

博士课程后半段的隈井幸人与丰桥工业大学电气与电子信息工程系副教授高桥一弘、富杰敏则的联合研究团队,东京工业大学生命科学与技术学院副教授(讲师)成功地开发出了薄膜厚度为400纳米(不到人类头发厚度的百分之一欧洲杯线上买球)的变色片,当拉伸和收缩时,它会改变颜色。

该可变色板利用在弹性体板中形成的金属纳米结构产生的颜色,通过膨胀和收缩在495至660纳米的波长范围内实现透射光的可逆波长控制。开发的可拉伸色板有望应用于粘合型显示元件,因为它们可以在室温下利用弹性体的高粘合性粘附在皮肤上或转移到各种电子设备上。

细节

具有周期性金属纳米结构阵列的表面可以产生一种称为表面等离子体激元的效应,这种效应是对特定波长的光作出响应的电子的集体振荡。利用这种效应,可以制造出滤色片,这种滤色片允许光通过一个狭窄的纳米间隙,通过光本来无法通过而没有这种效应。这就是所谓的超常光传输现象。与使用颜料的传统彩色滤光片不同,利用该原理的彩色滤光片不会随着时间的推移而退化,可以用作智能手机和其他设备内置图像传感器的彩色滤光片。最近,动态颜色调节作为一种控制产生表面等离子体激元的光波长的方法被研究,该方法在弹性材料上形成金属纳米周期结构,并通过扩展和收缩薄片来改变颜色来取代结构的周期。预计该技术将适用于形状和形式高度灵活的柔性显示器,以及可视化结构应变的传感器等。欧洲杯足球竞彩

然而,在现有的研究报告中,支撑纳米结构的薄片厚度在毫米量级,这使得用微机械技术将其与驱动机构结合起来很困难。另外,支撑板膨胀和收缩所需的驱动力取决于板的厚度。因此,较厚的薄片对提高微型机设备的驱动电压提出了挑战。

为了解决这一挑战,研究团队开发了可拉伸色板,使用弹性体纳米片制成薄膜,厚度为一微米或更小,由聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)制成,SBS是一种用于汽车轮胎和其他产品的橡胶材料。通过将金属纳米结构嵌入到制成纳米薄膜的弹性材料中,证实了使用表面等离子体激元的非凡光学传输。通过对纳米片施加应变,我们证实了通过纳米片的光变为蓝色、绿色和红色,并成功地通过表面等离子体动态控制了非凡的光传输。此外,我们还证明了透射峰的波长可以在495到660纳米的范围内连续变化,并且可以重复膨胀和收缩。我们开发的色板膨胀和收缩的驱动力比常规值小2到3个数量级,并且可以由普通微执行器产生的力充分驱动。此外,弹性体的粘附性使其能够将板材连接到任何位置,从而实现结构应变的检测和可视化。通过将其与微机械技术相结合,我们有望实现一种欧洲杯足球竞彩可变颜色滤光片。

未来的前景

研究小组认为,该方法可以应用于通过微驱动器驱动可伸缩的色片,以电子方式改变颜色的显示元件。由于其柔韧性和粘着性,预计将用于粘贴在人体皮肤上显示图像的电子皮肤。

参考

Hayato Kumagai, Toshinori Fujie, Kazuaki Sawada, Kazuhiro Takahashi,可伸缩和高粘性等离子体亚波长光栅嵌入弹性体纳米片,先进的光学材料欧洲杯足球竞彩, 8,1902074 (2020) DOI: 10.1002/adom.201902074

这项研究得到了教育、文化、体育、科学和技术部的科学研究补助金(科学研究补助金B、青年科学家A和JSP研究员补助金)的支持,这是优秀青年研究人员的领先倡议(LEADER),以及通过JSPS(日本科学技术署)PRESTO的材料、设备和系统欧洲杯线上买球的融合创造创新的纳米电子学。欧洲杯足球竞彩

资料来源:https://www.tut.ac.jp/english/

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