MIT の科学者が、19 世紀のホログラフィーに触発されて色が変化するフィルムを作成

明るい虹色の色 蝶の羽 または、甲虫の殻は色素分子ではなく、翼の形成方法に由来します – 物理学者が呼ぶものの自然発生的な例 フォトニック結晶. 科学者はラボで独自の着色構造材料を作成できますが、光学精度を犠牲にすることなく、プロセスを商用アプリケーションに拡張することは困難な場合があります。

現在、MIT の科学者は 19 世紀のホログラフィック技術を応用して、引き伸ばされると色が変わるカメレオンのようなフィルムを開発しました。 この方法は、ナノスケールの光学分解能を維持しながら簡単に拡張できます。 彼らは自分たちの仕事を 新しい紙 ジャーナル Nature Materials に掲載されました。

自然界では、キチン (昆虫によく見られる多糖類) の鱗が屋根瓦のように配置されています。 基本的に、それらはファイルを構成します 回折格子ただし、フォトニック結晶は光の特定の色または波長を生成しますが、回折格子はプリズムのようにスペクトル全体を生成します。 光学バンドギャップ材料としても知られるフォトニック結晶は、「調整可能」です。つまり、特定の波長の光をブロックし、他の波長を通過させるように正確に配置されています。 タイルのサイズを変更して構造を調整すると、結晶は異なる波長に敏感になります。

自然界に見られるような構造色の作成は、材料研究の活発な分野です。 たとえば、光センシングやビジュアル コミュニケーションのアプリケーションでは、機械的刺激に反応して色相が変化する構造的に着色された材料の恩恵を受ける可能性があります。 このような材料を作成するための多くの技術がありますが、これらの方法のいずれも、必要な小規模で構造を制御し、実験室の設定の外にスケーリングすることはできません.

その後、共著者で MIT の大学院生である Benjamin Miller は、MIT 博物館でホログラフィーに関する展示を発見し、ホログラムを作成することは、自然が構造色を生成する方法といくつかの点で似ていることに気付きました。 ホログラフィーの歴史に飛び込み、物理学者ガブリエル リップマンが発明した 19 世紀後半のカラー写真技術について学びましょう。

私たちのように 先に述べたリップマンは、1886 年に写真乾板の太陽スペクトルの色を安定させる方法の開発に関心を持ちました。 彼は 1891 年にこの目標を達成し、ステンドグラスの窓、オレンジのボウル、着色されたオウムのカラー写真、風景、肖像画 (肖像画を含む) を作成しました。

リップマンのカラー写真プロセスには、光学像を通常どおり写真乾板に投影することが含まれていました。 反対側に微粒子ハロゲン化銀粒子の透明乳剤をコーティングしたガラス板を通して滴下を行った。 エマルジョンと接触する液体水銀ミラーもあったため、投影された光はエマルジョンを通過し、ミラーに当たり、エマルジョンに反射されました。