엔지니어들은 19번째 용도를 변경했습니다.

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숨겨진 메시지를 드러내기 위해 필름 한 장을 늘린다고 상상해 보세요. 또는 팔 밴드의 색상을 확인하여 근육량을 측정할 수도 있습니다. 또는 랩을 할 때마다 색상이 변하는 수영복을 입는 것도 좋습니다. MIT 엔지니어들이 부활하고 용도를 ​​변경한 사진 기술 덕분에 이러한 카멜레온과 같은 색상 변화 물질이 곧 등장할 수 있습니다.

MIT 팀은 현대 홀로그램 재료에 19세기 컬러 사진 기술을 적용하여 신축성 있는 재료에 대규모 이미지를 인쇄했습니다. 이 재료는 늘어나면 색상이 변하고 재료가 변형됨에 따라 다양한 파장을 반사합니다.

연구진은 필름을 늘릴 때 따뜻한 색상에서 차가운 색상으로 변하는 섬세한 꽃다발이 인쇄된 신축성 있는 필름을 제작했습니다. 그들은 또한 딸기, 동전, 지문과 같은 물체의 흔적을 드러내는 필름을 인쇄했습니다.

연구팀의 결과는 화학적 첨가물이나 염료가 아닌 재료의 미세한 구조로 인해 발생하는 색상인 "구조적 색상"을 갖춘 상세하고 대규모 재료를 생산하기 위한 최초의 확장 가능한 제조 기술을 제공합니다.

MIT 기계공학과 대학원생인 Benjamin Miller는 "이러한 물질의 크기를 조정하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 나노 크기에서 이러한 구조를 제어해야 하기 때문입니다."라고 말했습니다. "이제 우리는 이러한 확장 문제를 해결했으므로 다음과 같은 질문을 탐구할 수 있습니다. 이 재료를 사용하여 인간과 같은 촉각을 가진 로봇 피부를 만들 수 있습니까? 그리고 가상 증강 현실과 같은 것을 위한 터치 감지 장치를 만들 수 있습니까? 아니면 의료 훈련? 지금 우리가 보고 있는 것은 아주 큰 공간이에요."

팀의 결과는 오늘 Nature Materials에 게재되었습니다. Miller의 공동 저자는 MIT 학부생 Helen Liu와 MIT 기계 공학 부교수인 Mathias Kolle입니다.

홀로그램 우연

Kolle 그룹은 자연에서 영감을 받은 광학 소재를 개발합니다. 연구자들은 미세한 표면 구조로 인해 빛을 반사하고 색상이 변하는 것처럼 보이는 연체 동물 껍질, 나비 날개 및 기타 무지개 빛깔의 유기체의 빛 반사 특성을 연구했습니다. 이러한 구조는 미니어처 컬러 거울이나 엔지니어가 브래그 반사경이라고 부르는 것과 같이 빛을 반사하기 위해 각도를 이루고 층을 이루고 있습니다.

Kolle's를 포함한 그룹은 다양한 기술을 사용하여 재료에 자연스럽고 구조적인 색상을 재현하려고 노력해 왔습니다. 일부 노력은 정밀한 나노크기 구조를 가진 작은 샘플을 생성한 반면, 다른 노력은 더 큰 샘플을 생성했지만 광학 정밀도는 낮았습니다.

팀에서는 "[미세 규모의 제어 및 확장성]을 모두 제공하는 접근 방식은 잠재적으로 영향력이 큰 여러 응용 프로그램에도 불구하고 여전히 파악하기 어렵습니다."라고 썼습니다.

이 문제를 해결하는 방법에 대해 고민하던 중 밀러는 우연히 MIT 박물관을 방문하게 되었는데, 그곳에서 큐레이터는 두 개의 광선을 물리적 물질에 겹쳐서 3차원 이미지를 생성하는 기술인 홀로그램에 대한 전시를 통해 그에게 설명했습니다.

Miller는 "홀로그래피에서 하는 일이 자연이 구조적 색상에서 하는 일과 거의 동일하다는 것을 깨달았습니다."라고 말했습니다.

그 방문으로 그는 홀로그래피와 그 역사에 대해 공부하게 되었고, 이로 인해 그는 1800년대 후반으로 돌아갔습니다. 리프만 사진은 프랑코-룩셈부르크 물리학자 가브리엘 리프만이 발명한 초기 컬러 사진 기법으로 나중에 이 연구로 노벨 물리학상을 수상했습니다. 기술.

Lippmann은 먼저 매우 얇고 투명한 유제 뒤에 거울을 설치하여 컬러 사진을 생성했습니다. 유제는 빛에 민감한 작은 알갱이로 만든 물질입니다. 그는 거울이 유제를 통해 다시 반사되는 광선에 장치를 노출시켰습니다. 들어오고 나가는 광파의 간섭은 유제의 입자를 자극하여 많은 작은 거울처럼 위치를 재구성하고 노출되는 빛의 패턴과 파장을 반사합니다.