p Uma equipe de pesquisa da Toyohashi University of Technology conseguiu desenvolver uma folha de cor variável com uma espessura de filme de 400 nanômetros que muda de cor quando esticada e encolhida. As folhas de cores elásticas desenvolvidas devem ser aplicadas a elementos de exibição do tipo adesivo, pois eles podem aderir à pele ou ser transferidos para vários dispositivos eletrônicos em temperatura ambiente, utilizando a alta adesividade dos elastômeros. p Uma equipe de pesquisa conjunta de Hayato Kumagai na última metade de um curso de doutorado e Kazuhiro Takahashi, Professor Associado do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da Informação da Toyohashi University of Technology, e Toshinori Fujie, Professor Associado (conferencista) da Escola de Ciências e Tecnologia da Vida do Instituto de Tecnologia de Tóquio, conseguiram desenvolver uma folha de cor variável com uma espessura de filme de 400 nanômetros (menos de um centésimo da espessura de um cabelo humano) que muda de cor quando esticada e encolhida. Esta folha de cor variável utiliza a geração de cor por nanoestruturas de metal formadas na folha de elastômero para alcançar o controle reversível do comprimento de onda da luz transmitida em uma faixa de comprimento de onda de 495 a 660 nanômetros por meio de expansão e contração. As folhas de cores elásticas desenvolvidas devem ser aplicadas a elementos de exibição do tipo adesivo, pois eles podem aderir à pele ou ser transferidos para vários dispositivos eletrônicos em temperatura ambiente, utilizando a alta adesividade dos elastômeros.

p Superfícies com matrizes periódicas de nanoestruturas de metal podem produzir um efeito chamado plasmon de superfície, que é a oscilação coletiva de elétrons que respondem a determinados comprimentos de onda de luzes. Usando este efeito, filtros de cores que permitem que a luz seja transmitida através de um nano-gap estreito, sem o qual a luz não poderia passar, pode ser fabricado. Isso é conhecido como o fenômeno da transmissão ótica extraordinária. Ao contrário dos filtros de cores convencionais que usam pigmentos, os filtros de cores que utilizam esse princípio não se degradam com o tempo e podem ser usados ​​como filtros de cores para sensores de imagem embutidos em smartphones e outros dispositivos. Recentemente, ajuste de cores dinâmico, que forma estruturas nano-periódicas de metal em materiais elásticos e desloca o período das estruturas, expandindo e contraindo a folha para mudar as cores, foi estudado como um método para controlar o comprimento de onda da luz que gera plasmons de superfície. Espera-se que esta tecnologia seja aplicável a visores flexíveis que são altamente flexíveis em forma e formato, bem como sensores que visualizam deformações estruturais, e similar.

p Contudo, em relatórios de pesquisa existentes, a espessura da folha de suporte das nanoestruturas era da ordem de milímetros, tornando difícil combiná-lo com o mecanismo de acionamento usando tecnologia de micro-máquinas. Além disso, a força motriz necessária para a expansão e contração da folha de suporte depende da espessura da folha. Portanto, as folhas mais grossas representam o desafio de aumentar a tensão de acionamento do dispositivo da micromáquina.

p Para resolver o desafio, a equipe de pesquisa desenvolveu folhas de cores extensíveis usando nanofolhas de elastômero feitas em filme fino com espessura de um micrômetro ou menos, feito de um copolímero de bloco de poliestireno-polibutadieno-poliestireno (SBS), um tipo de material de borracha usado em pneus de automóveis e outros produtos. Ao incorporar nanoestruturas metálicas em materiais elastoméricos feitos em um filme nano-fino, a transmissão ótica extraordinária usando plasmons de superfície foi confirmada. Ao aplicar tensão às nanofolhas, confirmamos que a luz transmitida pelas folhas mudou para azul, verde, e vermelho, e conseguiu controlar dinamicamente a extraordinária transmissão ótica com plasmon de superfície.

p Além disso, demonstramos que o comprimento de onda do pico de transmissão pode mudar continuamente na faixa de 495 a 660 nanômetros, e expansão e contração repetidas são possíveis. A força motriz para expandir e contrair a folha de cor que desenvolvemos é menor em 2 a 3 ordens de magnitude do que os valores convencionais e pode ser suficientemente impulsionada pela força gerada por microactuadores comuns. Além disso, a adesividade do elastômero torna possível fixar a folha a qualquer superfície, permitindo a detecção e visualização de deformação estrutural. Ao combiná-lo com a tecnologia de micro-máquinas, podemos esperar realizar um filtro de cor variável.

p A equipe de pesquisa acredita que o método pode ser aplicado para exibir elementos que alteram eletronicamente a coloração, acionando as folhas de cores extensíveis com um micro-atuador. Com a flexibilidade e adesividade da folha, espera-se que seja usado para pele eletrônica, onde é colado na pele humana e exibe imagens.