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科技前沿
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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
作者：南皮縣產(chǎn)學研科技成果轉化服務中心
日期： 2014-11-30
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可應用于液晶顯示器領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或許很快就將為人所用了。
　　據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，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，使用了通常應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。該研究成果發(fā)表在近期的美國《國家科學院學報》網(wǎng)絡版上。
　　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，二是要設計出一種能夠對感知作出反應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，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。其色彩質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鍵手段，成功解決了現(xiàn)有鋁納米棒技術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。
　　這項技術未來有望廣泛應用于液晶顯示器領域，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，與現(xiàn)有的多項相關技術相整合，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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