News Release

カメレオンをヒントにした硬化・変色する素材

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

A Chameleon-inspired Material that Stiffens and Changes Color

video: A video demonstrating how the color and mechanical properties of this new material depend on plastomer morphology. This material relates to a paper that appeared in the 30 March 2018 issue of <i>Science</i>, published by AAAS. The paper, by M. Vatankhah-Varnosfaderani at University of North Carolina at Chapel Hill in Chapel Hill, N.C., and colleagues was titled, "Chameleon-like elastomers with molecularly encoded strain-adaptive stiffening and coloration." view more 

Credit: M. Vatankhah-Varnosfaderani <i>et al., Science</i> (2018)

ピンと張った時の皮膚と似た動的性質を持ち、張る過程で色も変化する新素材が開発された。皮膚は怪我を防ぐためにすばやく硬化するなど多数の方法で体を保護している。皮膚の色もカメレオンなどの一部の動物ではリラックス状態から興奮状態に移行する際に変化する。しかし、このような硬化と変色という2つの能力を1つの人工素材に組み入れることは困難であった。Mohammad Vatankhah-Varnosfaderaniらは今回、硬化に関与している皮膚のタンパク質であるコラーゲンとエラスチンを模倣した高分子基材の開発を試みた。皮膚は骨格となっている硬いコラーゲン繊維によって変形が阻止され、同時に、網状に織り合わさったエラスチンによって確実に跳ね返って元の形に戻るようになっている。Vatankhah-Varnosfaderaniらはこれを人工的に作り出した素材の開発に向け、側鎖のついた線形主鎖状の「ボトルブラシ」高分子の一種を開発した。押さえられると、高分子主鎖が柔らかい母材を形成する一方で、柔軟な線形鎖が硬化する。この組み合わせによって「硬質でありながら柔軟」で「柔らかでありながら硬い」素材となると、Vatankhah-Varnosfaderaniらは述べている。さらに、高分子側鎖間の距離の変化はこの素材がどの程度光を反射するかに影響する。つまりこの素材は、引き伸ばすと青くなり、縮ませると赤くなる。

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