カムフラージュやディスプレイに使える人工の｢カメレオンスキン｣

September, 19, 2019, Cambridge--ケンブリッジ大学の研究チームは､人工の｢カメレオンスキン｣を開発した｡これは､光に晒すと色を変え､光学迷彩や大規模ダイナミックディスプレイなどのアプリケーションで使える｡
　チームが開発した材料は､ポリマーシェル内で､金被覆微小粒子でできており､オイル内で微小水滴に押し込められている｡光や熱に晒されると､粒子がくっつき合い､材料の色を変える｡研究成果は､Advanced Optical Materialsに報告された｡
　自然界では､カメレオンやイカなどの動物は､色素体により色を変えることができる｡色素を動き回らせる収縮繊維が皮膚細胞にある｡色素は広がってその色を示す､あるいは収縮して細胞を透明にする｡
　ケンブリッジの研究チームが開発した人工色素体は､同じ原理に立脚しているが､収縮繊維の代わりに､その色変更機能は光を活用したナノメカニズムに依拠している｡つまり､その｢細胞｣は微小な水滴である｡
　その材料が32℃以上に加熱されると､そのナノ粒子が､瞬く間に大量の弾性エネルギーを蓄積する､ポリマーコーティングが全ての水を放出し､潰れるからである｡これは､ナノ粒子をタイトな塊に結合させる効果となる｡その材料が冷却されると､ポリマーは水を取込み広がる｡金のナノ粒子は､スプリングのように､強力に、素早く押し分けられる｡
　｢ナノ粒子を微小水滴にロードすると､われわれは､そのクラスタの形状とサイズをコントールすることができ､動的に色を変えられるようになる｣とケンブリッジのCavendish Laboratory､Dr Andrew Salmonは言う｡
　ナノ粒子が結合集団となっているとき､ナノ粒子の形状によってどの色が現れるかが決まる｡ナノ粒子が広がっているなら､それらは赤､結合集団となっているとき、ダークブルー｡しかし､水の小滴も粒子クラスタを圧縮してクラスタにするので､相互に陰で覆い､クラスタ状態はほぼ透明になる｡
　現在､ケンブリッジのチームが開発した物質は単層であるので､単色に変えられるだけである｡しかし､多様なナノ粒子物質や形状を追加の層に使って､完全に動的な物質､実際のカメレオンスキンのようにすることができる｡
　研究チームは､藻のボルボックスと同じように簡単な方法で､その人工細胞が｢泳｣:げることも観察した｡小滴の片端に光を照射すると表面が光の方に剥がれ､それを前に押しやる｡もっと強い光を照射すると､高圧バブルが形成されて小滴を表面に沿って押す｡
　｢この研究は､生物模倣にナノスケール技術を利用する大きな前進である｡われわれは、数メートルの色が変わるシートを実現できるように､このロールツーロールフィルムを再現しようとしている｡パターン投影を利用することで､光誘導｢遊泳｣を使い小滴を集めることを計画している｡どんな集団挙動が生まれるかを見ることは､非常にすばらい｣とSean Cormierは話している｡
(詳細は､https://www.cam.ac.uk)