丰桥科技大学 可拉伸色板的结构及随拉伸和收缩而变色
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丰桥技术大学的一个研究小组已经成功开发出一种薄膜厚度为400纳米的变色片材，这种片材在拉伸和收缩时会变色
所开发的可拉伸彩色片材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到皮肤上或转移到各种电子设备上
万里小路隼人·熊谷在博士课程的后半部分与丰桥工业大学电子与电气信息工程系副教授高桥和弘以及东京理工大学生命科学与技术学院副教授(讲师)杰夫共同组成的研究小组成功开发出一种薄膜厚度为400纳米(不到人类头发厚度的百分之一)的变色板，这种变色板在拉伸和收缩时会变色
这种可变颜色的片材利用在弹性体片材中形成的金属纳米结构产生的颜色，通过膨胀和收缩实现495至660纳米波长范围内透射光的可逆波长控制
所开发的可拉伸彩色片材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到皮肤上或转移到各种电子设备上
具有周期性金属纳米结构阵列的表面可以产生一种叫做表面等离子体激元的效应，这种效应是对特定波长的光做出响应的电子的集体振荡
利用这种效应，可以制造出彩色滤光片，让光透过一个狭窄的纳米间隙，光无法透过这个间隙
这就是众所周知的超常光传输现象
与使用颜料的传统滤色器不同，利用这一原理的滤色器不会随着时间的推移而退化，并且可以用作智能手机和其他设备中内置的图像传感器的滤色器
最近，作为控制产生表面等离子体激元的光的波长的方法，已经研究了动态颜色调谐，该动态颜色调谐在弹性材料上形成金属纳米周期性结构，并且通过扩展和收缩薄片以改变颜色来改变结构的周期
该技术有望应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等的传感器
然而，在现有的研究报告中，支撑纳米结构的薄片的厚度在毫米的数量级，使得难以使用微机械技术将其与驱动机构相结合
此外，支撑板膨胀和收缩所需的驱动力取决于板的厚度
因此，较厚的薄板带来了增加微机械装置驱动电压的挑战
为了解决这一挑战，研究小组开发了可拉伸的彩色片材，使用由聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)制成的厚度为1微米或更小的薄膜制成的弹性体纳米片材，这是一种用于汽车轮胎和其他产品的橡胶材料
通过在制成纳米薄膜的弹性材料中嵌入金属纳米结构，证实了使用表面等离子体激元的非凡的光传输
通过对纳米片施加应变，我们证实了透过纳米片的光变为蓝色、绿色和红色，并成功地利用表面等离子体动态控制了异常的光透射
此外，我们已经证明了透射峰的波长可以在495至660纳米的范围内连续变化，并且重复的膨胀和收缩是可能的
我们研制的彩板膨胀和收缩的驱动力比常规值小2到3个数量级，可以由普通微致动器产生的力充分驱动
此外，弹性体的粘附性使得将片材附着到任何表面成为可能，使得能够检测和可视化结构应变
通过将其与微机械技术相结合，我们有望实现一种可变的彩色滤光片
研究小组认为，这种方法可以应用于显示元件，这些元件通过用微致动器驱动可拉伸的颜色片来电子改变颜色
由于薄片的柔性和粘附性，它有望用于电子皮肤，在电子皮肤中它被粘贴到人体皮肤上并显示图像
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