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2026-01-08 21:51:00
黄色か緑色、マットか光沢か、マテリアルの外観はその色だけでなくテクスチャによっても異なります。タコやイカはこれらの特性をカモフラージュに利用し、皮膚の質感や色を変えて瞬時に周囲に溶け込みます。
研究者たちは現在、 この偉業を模倣したポリマーフィルム 先進的なディスプレイやロボット工学での使用の可能性 (自然 2026、DOI: 10.1038/s41586-025-09948-2)。フィルムはアルコールにさらされると平らでモノクロになりますが、水中ではカラフルなパターンとでこぼこした質感が現れます。
研究者らは、光波と小さなナノ構造の相互作用から生じる構造色により、動物や植物に見られる鮮やかな色合いを模倣してきました。頭足類の皮膚をよりよく模倣するために、一部の科学者は現在、質感を変える柔らかい素材を作成しています。
材料エンジニア シッダールドシ そして マーク・L・ブロンゲルスマ スタンフォード大学の博士らとその同僚は、テクスチャと色を個別に制御する一見簡単な方法を考案しました。彼らは、さまざまな線量の電子ビームを使用して、水で膨張する広く使用されている導電性ポリマーであるポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン) ポリスチレンスルホン酸塩 (PEDOT:PSS) のフィルムに高解像度のパターンを書き込みます。より高い線量の放射線に曝露されたスポットでは、ポリマーの架橋がさらに進み、膨潤量が制限されます。逆も同様です。 「これにより、複雑な地形やテクスチャを作成できるようになります」と Doshi 氏は言います。 「アルコールを塗布すると完全に平らになり、マイクロ流体デバイスを使用してこれら 2 つの状態を切り替えることができます。」
左側には滑らかな黄色の長方形の表面が表示されますが、右側の長方形には色のパターンがあり、でこぼこして見えます。平らで黄色のポリマー フィルム (左) は、水にさらされるとテクスチャーが生じ、色のパターンが表示されます (右)。クレジット：
自然
色を制御するために、研究チームはポリマーを2枚の金フィルムの間に挟みました。光はこれらのフィルムで反射し、干渉してさまざまな色を生み出します。ポリマーが水中でさまざまな程度に膨潤すると、金フィルム間の距離が変化し、目に見える色が変化します。
一般的なポリマーの膨潤を利用することは革新的である、と言う デバシ・チャンダ、セントラルフロリダ大学の物理学教授。しかし、この素材は色のスペクトルを動的に調整することはできず、事前にプログラムされた色の間で切り替わるだけであり、反射性の頭足類の皮膚とは異なり、光を透過させることで機能するという。 「頭足類の皮膚を真に模倣するにはまだ程遠いです。私たちは謙虚でなければなりません。」
アロン・ゴロデツキーカリフォルニア大学アーバイン校の化学・生体分子工学者である同氏は、これは「色や質感が変化する材料に関する既存の文献に追加される非常に優れた原理証明である」と述べている。同氏は、電子ビームリソグラフィーを使用して材料を作成し、マイクロ流体工学を使用して材料を作動させると複雑さが増し、製造と拡張性に制限が生じる可能性があると付け加えた。
しかし、ブロンガーズマ氏は、リソグラフィーとマイクロ流体工学は半導体とディスプレイ業界では一般的であると述べている。電子制御された液体は電子書籍リーダーなどの商用ディスプレイに使用されており、新興企業は他の液体ベースのエレクトロウェッティングディスプレイを商品化している、とドーシ氏は言う。 「マイクロ流体工学を局所的に制御するための回路の統合を検討している大規模な業界があります。」
プラチ・パテル ピッツバーグに拠点を置く C&EN の上級編集者兼物理科学記者です。
化学 & エンジニアリング ニュース ISSN 0009-2347 Copyright © 2026 American Chemical Society
#ポリマーフィルムはオンデマンドで質感と色を変化させます