來自蝴蝶的靈感 如翅膀般柔軟的光學變色系統
編譯／高晟鈞
近期，來自香港大學的研究團隊設計了一種創新像素化的變色系統──可變形盆狀陣列（Morphable Concavity Array,簡稱MoCA）。
柔軟且色彩豐富的MoCA陣列
MoCA是一種薄的、具有延展性的橡膠狀結構，可分為上下兩層。上層是光子晶體彈性體驅動器（PC-EA），下層則是具有規則間格的圓孔陣列。PC-EA薄膜本身也由兩層組成──頂部的彈性體層（GPDMS）和下面的水凝膠層（Pnipam）。
如果將乙醇添加到pNIPAM層中，它就會膨脹，產生的張力會將上層彈性體 GPDMS層向下拉到陣列中的孔中，產生稱為可變形凹面（MoC）的盆狀凹面形狀，充當像素。凹面形成後，紅光被阻擋，像素的可見顏色從紅色變為藍色。
來自蝴蝶的靈感
MoCA 的靈感來自於蝴蝶翅膀上的雙色微凹結構，這種結構可以產生充滿活力的虹彩。雙色微凹面是阻擋某些波長的光的微小凹坑，根據光的角度和觀察者的視角，可以產生兩種不同的顏色。
在蝴蝶翅膀上，這些凹坑排列而成的結構，稱為光子晶體。MoCA再現了蝴蝶翅膀的光子晶體，作為像素化變色系統的第一個革命性的里程碑。
主要作者之一的潘毅博士表示：「MoCA系統中，像素的顏色變化是可以單獨操控的，因為每個像素都連接到單獨的管道系統，並通過其輸送乙醇。我們使用多通道微流體引入和去除溶劑來操縱MoCA，為傳統電致變色方法提供了新的想法。」
結合複眼與晶狀體的鏡片
研究團隊希望將MoCA的研究衍伸至構建模仿超越昆蟲「複眼」能力的光學設備。這種「類複眼」結構相賦予設備更寬的視野，與同時聚焦多個物體的能力。另一方面，MoCA也能很好地模擬人眼晶狀體的變形能力（從平面至凹面），創建多個可以單獨改變焦點的鏡頭，並擁有更好的聚焦能力、解析度與色彩感知。
MoCA將兩者優點相結合，將在包含醫療保健、可折疊螢幕、與可穿戴技術領域中發光發熱。
資料來源:Phys.org
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