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像烏賊一樣變色的超材料即將出現(xiàn)
來源： 科技日報(bào)
作者：南皮縣產(chǎn)學(xué)研科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)中心
日期：
2014-11-30
可應(yīng)用于液晶顯示器領(lǐng)域并代替易褪色和漂白的顯示器著色劑
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(qiáng)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?，F(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(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，美國萊斯大學(xué)納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室(LANP)公布了一項(xiàng)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(shí)現(xiàn)人們期待已久的完美光學(xué)偽裝。
這次公布的成果是一項(xiàng)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(lán)、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(xué)院學(xué)報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版上。
這項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)來自萊斯大學(xué)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(xiàng)目共同作者之一的內(nèi)奧米·哈拉斯表示，研究小組的目標(biāo)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(shí)現(xiàn)于超材料當(dāng)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(jì)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(diǎn)，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(gè)個(gè)鋁納米棒陣列排列于每個(gè)像素點(diǎn)中，每個(gè)像素點(diǎn)中包含有數(shù)百個(gè)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(diǎn)顯示出明亮艷麗的紅、藍(lán)、綠色調(diào)。其色彩質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)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(diǎn)顯示的顏色更加生動、艷麗，具有廣闊的運(yùn)用空間。
這項(xiàng)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(jìn)一步完善這項(xiàng)顯示技術(shù)，與現(xiàn)有的多項(xiàng)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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