JP7445307B2 - 電磁放射を操作するスマート材料及びシステム - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
- C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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Description
本発明は以下の政府機関より受託し遂行されました。国防高等研究計画局 (Defense Advanced Research Projects Agency) より契約番号 W911NF-16-2-0077 および D16AP00034, エネルギー省 高等研究計画局 (Advanced Research Projects Agency - Energy) より契約番号DEAR0000534, 空軍研究所 (Air Force Office of Scientific Research) より契約番号FA2386-14-1-3026。 本発明に対し政府は一定の権利を有します.
関連する出願の参照
技術分野
赤外から遠赤外領域の電磁波に対して反射特性を示す材料の研究は10年以上続けられてきた。これらの研究は今日の、ビルの断熱素材(非特許文献1)から、断熱窓(非特許文献2)、宇宙材料(非特許文献3)、軍用の電磁波シールド(非特許文献4)、梱包材(非特許文献5)、防護服(非特許文献6)から最新の迷彩服(非特許文献7)の用途まで様々なテクノロジーの礎となっている。 これに加え、変形可能な柔らかな素材から作られ、可視光に対する透過度や反射率を変えることでその見た目(色、透明度、発色)を変化させる材料がスマートウィンドウ(非特許文献8-9)や、カラーセンサー(非特許文献10-11)、カラーディスプレイ(非特許文献12-13)、人工皮膚(非特許文献14-15)での応用を想定し研究されている。 このように、素材の変形を用いて赤外から可視光領域の電磁波コントロールする材料の研究は大きな期待が寄せられている。
様々な実施例における次を含むスペクトル特性可変の複合材料:
次を含む電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し可変な透過率、反射率、および/または吸光度を持つアクティブエリアを少なくとも1つ持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板、
伸縮性基板の1つ目の面に成膜された自己組織化層表面を覆う電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。
またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
伸縮性基板は誘電体であり;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
このとき、少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性である
少なくとも一層電磁波スペクトルに対し少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ大きさ可変なアクティブエリア:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板、
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された、少なくとも電磁波の一部波長域に対し透過性の自己組織化層、
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された自己組織化層の外側表面に施された反射皮膜、このとき反射皮膜は少なくとも電磁波の一部波長域に対し反射特性を示す;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。
またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
伸縮性基板は誘電体であり;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
このとき、少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性である。
多次元的大きさ可変アクティブエリア、各大きさ可変アクティブが電磁波の少なくとも一部波長域に対し可変な透過率、反射率、吸光度を持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板基板、
伸縮性基板の一つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と二つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
多次元的大きさ可変アクティブエリア、各大きさ可変アクティブエリアが電磁波の少なくとも一部波長域に対し可変な反射率を持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板,
伸縮性基板の一つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と二つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ
自己組織化層表面に成膜された電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
少なくとも一層、電磁波の少なくとも一部波長域に対して複合材料の透過率、反射率、吸光度を変化させることのできる大きさ可変のアクティブエリアで構成される:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板、
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された、少なくとも電磁波の一部波長域に対し透過性の自己組織化層、
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における透過率、反射率、吸光度は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
伸縮性基板は誘電体である;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性である。
少なくとも一層電磁波スペクトルに対し少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ大きさ可変なアクティブエリア:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板、
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された、少なくとも電磁波の一部波長域に対し透過性の自己組織化層
伸縮性基板の1つ目の面に成膜された自己組織化層表面を覆う電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
伸縮性基板は誘電体である;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性であり反射特性が電気的駆動により変化する。
少なくとも一層、電磁波の少なくとも一部波長域に対して複合材料の透過率、反射率、吸光度を変化させることのできる多次元的な大きさ可変のアクティブエリアで構成される:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板
伸縮性基板の1つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と2つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における透過率、反射率、吸光度は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する
多次元的大きさ可変アクティブエリア、各大きさ可変アクティブエリアが電磁波の少なくとも一部波長域に対し可変な反射率を持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板,
伸縮性基板の一つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と二つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ
自己組織化層表面に成膜された電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する.
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
次を含むスペクトル特性の可変な複合材料:
次を含む電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し可変な透過率、反射率、および/または吸光度を持つアクティブエリアを少なくとも1つ持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板、
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された、少なくとも電磁波の一部波長域に対し透過性の自己組織化層;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。
またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
(項目2)
項目1の複合材料について、このとき少なくとも1つの大きさ可変アクティブエリアの表面積は機械的駆動により操作される。
(項目3)
項目1の複合材料について、このとき伸縮性基板はエラストマーにより構成される。
(項目4)
項目1の複合材料について、このとき電磁波スペクトルの波長域は次のグループの中から選ばれる: 可視光、近赤外線、短波長赤外線、中波長赤外線、長波長赤外線、または遠赤外線。
(項目5)
項目1の複合材料について: このとき
基板は誘電体である;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
このとき少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性である。
(項目6)
項目5の複合材料について、このとき電気的に駆動されることにより、可変な透過率、反射率、および吸光度が変化する。
(項目7)
項目5の複合材料について、このとき伸縮性基板にアクリル系エラストマーが用いられる。
(項目8)
項目5の複合材料について、このとき1つ目2つ目の自己組織化層はスルホン酸含有ペンタブロック共重合体で構成される。
(項目9)
項目5の複合材料について、このとき可変な透過率、反射率、吸光度は自律的に変化する。
(項目10)
項目5の複合材料について、このとき複合材料は少なくとも1つ大きさが可変なアクティブエリアで構成される。
(項目11)
項目10のスマートシステムについて、このとき大きさが可変なアクティブエリアそれぞれの可変な透過率、反射率、吸光度は電気的駆動によって変化させられる。
(項目12)
項目10のスマートシステムについて、このとき大きさ可変のアクティブエリアはそれぞれ個別に操作可能である。
(項目13)
項目10のスマートシステムについて、このとき伸縮性基板にアクリル系エラストマーが用いられる。
(項目14)
項目10のスマートシステムについて、このとき1つ目2つ目の自己組織化層はスルホン酸含有ペンタブロック共重合体で構成される。
(項目15)
項目5および項目10のスマートシステムについて、このとき 電磁波スペクトルの波長域は可視光、近赤外線、短波長赤外線、中波長赤外線、長波長赤外線、および遠赤外線を含むグループの中から選ばれる。
(項目16)
項目10のスマートシステムについて、このとき大きさが可変なアクテイブエリアそれぞれの可変透過率、反射率、吸光度は実験者からの外部入力無しで自律的に変化させられる。
(項目17)
赤外線反射スマート複合材料:
少なくとも一層電磁波スペクトルに対し少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ大きさ可変なアクティブエリア:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板,
伸縮性基板の1つ目の面に成膜された自己組織化層表面を覆う電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜,
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された自己組織化層の外側表面に施された反射皮膜、このとき反射皮膜は少なくとも電磁波の一部波長域に対し反射特性を示す;
このとき、少なくとも伸縮性基板が伸長前の状態にあるとき、すくなくとも一つアクティブエリアにおいて自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する;
このときまたこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
(項目18)
項目10の複合材料について、このとき大きさ可変のアクティブエリアのうち少なくとも1つは機械的駆動によって変えられる。
(項目19)
項目17の複合材料について、このとき伸縮性基板はエラストマーで構成される。
(項目20)
項目17の複合材料について、このとき反射皮膜は電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域の広帯域赤外線に最適化されている。
(項目21)
項目20の複合材料について、このとき反射皮膜は金属の薄膜である。
(項目22)
項目21の複合材料について、このとき 金属はアルミ、銅、ニッケルあるいはこれらの組み合わせの中から選ばれる。
(項目23)
項目17の複合材料について、このとき反射皮膜は電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域の狭帯域の赤外線に最適化されている。
(項目24)
項目23の複合材料について、このとき反射皮膜はブラッグスタックを作るための交互層で構成される。
(項目25)
項目24の複合材料について、このとき材料はTiO 2 、SiO 2 、あるいはこれらの組み合わせから選ばれる。
(項目26)
項目17の複合材料について、このとき一部の電磁波スペクトルは赤外波長域である。
(項目27)
項目17の複合材料について、このとき:
伸縮性基板は誘電体であり;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
このとき、少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性である。
(項目28)
項目27の複合材料について、このとき可変な反射特性は電気的に駆動によって変化する
(項目29)
項目27の複合材料について、このとき伸縮性基板にアクリル系エラストマーが用いられる。
(項目30)
項目27の複合材料について、このとき1つ目2つ目の自己組織化層はスルホン酸含有ペンタブロック共重合体で構成される。
(項目31)
項目27の複合材料について、このとき可変反射特性は自律的に変化する。
(項目32)
項目27の複合材料について、このとき複合材料は少なくとも1つ大きさが可変なアクティブエリアで構成される。
(項目33)
項目32の複合材料について、このとき大きさ可変なアクティブエリアの可変反射特性は電気的に駆動することで変化する。
(項目34)
項目32の複合材料について、このとき大きさ可変のアクティブエリアはそれぞれ個別に操作可能である。
(項目35)
項目32の複合材料について、このとき一部の電磁波スペクトルは赤外波長域である。
(項目36)
項目32の複合材料について、このとき大きさ可変なアクティブエリアの可変反射特性は外部からの入力無しで自律的に変化させられる。
(項目37)
次で構成されるスマートシステム:
多次元的大きさ可変アクティブエリア、各大きさ可変アクティブが電磁波の少なくとも一部波長域に対し可変な透過率、反射率、吸光度を持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板基板
伸縮性基板の一つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と二つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100
μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
(項目38)
次で構成されるスマートシステム:
多次元的大きさ可変アクティブエリア、各大きさ可変アクティブエリアが電磁波の少なくとも一部波長域に対し可変な反射率を持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板,
伸縮性基板の一つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と二つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ
自己組織化層表面に成膜された電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
(項目39)
次を構成に含む複合材料を用いて、電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して透過率、反射率、および/または吸光度を変化させる手法:
少なくとも一層、電磁波の少なくとも一部波長域に対して複合材料の透過率、反射率、吸光度を変化させることのできる大きさ可変のアクティブエリアで構成される:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された、少なくとも電磁波の一部波長域に対し透過性の自己組織化層;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における透過率、反射率、吸光度は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
(項目40)
項目39の手法について、このとき:
伸縮性基板は誘電体である;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く;
少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性である。
(項目41)
複合材料を用いて電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動の反射率を変化させる手法:
少なくとも一層電磁波スペクトルに対し少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ大きさ可変なアクティブエリア:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板,
伸縮性導体層の1つ目の面に成膜された、少なくとも電磁波の一部波長域に対し透過性の自己組織化層
伸縮性基板の1つ目の面に成膜された自己組織化層表面を覆う電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったら、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100
μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成する。またこのとき、大きさ可変なアクティブエリアは伸縮性基板が伸張されたときに表面積が小さくなり、厚みが大きくなる;
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する。
(項目42)
項目41の手法について、このとき:
伸縮性基板は誘電体である;
自己組織化層はプロトンあるいはイオン伝導体であり上部電極として働く
少なくとも一つある大きさ可変のアクティブ層のもう一面は、伸縮性基板上に成膜された自己組織化層より成る。この自己組織化層はプロトンまたはイオン伝導性電極から成り、複合材料全体は電気的に活性であり反射特性が電気的駆動により変化する。
(項目43)
スマートシステムを用いて、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動の透過率、反射率、および/または吸光度を変化させる方法:
少なくとも一層、電磁波の少なくとも一部波長域に対して複合材料の透過率、反射率、吸光度を変化させることのできる多次元的な大きさ可変のアクティブエリアで構成される:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板
伸縮性基板の1つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と2つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100
μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における透過率、反射率、吸光度は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する
(項目44)
スマートシステムを用いて、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動の反射率を変化させる方法:
多次元的大きさ可変アクティブエリア、各大きさ可変アクティブエリアが電磁波の少なくとも一部波長域に対し可変な反射率を持つ:
電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し透過性を示し、伸張状態にある伸縮可能誘電体基板,
伸縮性基板の一つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち上部電極として機能する自己組織化層と二つ目の面に成膜されたプロトンあるいはイオン伝導性を持ち下部電極として機能する自己組織化層。一つ目二つ目の自己組織化層は共に、電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動に対し透過性を持つ
自己組織化層表面に成膜された電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対して反射特性を持つ反射被膜;
このとき、少なくとも一つの伸縮性基板において、基板が伸張前の状態に戻ったとき、少なくとも一つのアクティブエリアの自己組織化層は大きさが10 nm から 100 μmの多元的かつ再形成可能なミクロ構造を形成し、アクティブエリアの表面積は小さくなり、厚みが大きくなる
またこのとき、少なくとも1つ大きさ可変なアクティブエリアの、少なくとも一部波長域における反射率は伸縮性基板の伸張とその前の状態の間に変形することで変化する.
マルチスペクトルスマート複合材料及びシステムの作製方法
マルチスペクトルスマート複合材料及びシステムの特性
実施例1 スルホン酸含有ペンタブロック共重合体およびアクリル系エラストマーを用いたアクティブエリアを一つ持つマルチスペクトルスマート複合材料の作製。
実施例2. アルミ皮膜を施したアクティブエリアを一つ持つ赤外線反射スマート複合材料の作製方法。
Example 3. Fabrication of an adaptive infrared reflecting composite material with a single active area featuring a TiO 2 /SiO 2 Bragg stack実施例3. TiO 2 /SiO 2 ブラッグスタックを含むアクティブエリアを1つもつ赤外線反射複合材料の作製方法。
実施例4. アルミ皮膜アクティブアエリアを複数持つ多次元、赤外線スマート材料及びシステムの作製方法。
実施例5. 特異なアルミ皮膜を施したアクティブエリアを一つ持つ赤外線反射スマート複合材料およびシステムの作製方法。
実施例6. スマート複合材料およびシステムの機械的駆動方法。
Example 7. Electrical actuation of the adaptive multispectral devices from the sulfonated pentablock copolymer and acrylate elastomer実施例7. スルホン酸含有ペンタブロック共重合体およびアクリル系エラストマーを用いたアクティブエリアを持つスマート複合材料およびシステムの電気的駆動方法。.
Areal strain(%)=[(A1-A0)/A0]×100%
ここで、A0は駆動前の面積で、A1は駆動後面積である。電気的駆動時のデバイス応答速度(tres)は次の式を用いて計算された:
tres=t90%-t10%
ここで、t90%は駆動サイクルにおける面積の最大変化量に関して90%までの変化時間で、t10%は駆動サイクルにおける面積の最大変化量に関して10%までの変化時間である。
実施例8. アルミ皮膜を施したアクティブエリアを用いた赤外線反射スマート複合材料およびシステムの電気的駆動方法。
実施例9. アルミ皮膜アクティブエリアを持つセンサー内蔵赤外線反射スマートシステムの自立型電気駆動。
Temp(°C)=[Vsens (mV)-500]/10
適切な電圧を得るために、センサーは更に単三電池と直列に繋がれ最終的な出力電圧はVoverall (i.e. Vsens + Vb) となり、これをアンプで1,600倍に増幅した。ローカル温度環境を体系的に操作するため、温度センサーはシステムから離れた場所に設置され、ヒーター用い26 °Cから48 °Cの範囲で温められ、システムに生じる面内方向のひずみが温められたあと平衡状態に達し安定するよう組まれた。ここで、センサーは、余計なクロストーク(干渉)を避けるために複合材料およびシステムからは離れた(近くない)場所に設置された。得られた電気特性はMATLAB(登録商標)ソフトパッケージを用いて解析された。全てのケースにおいて、測定は4つのシステム対し個別に複数回行い確認した。特に記載がない限り、全ての測定において複合材料には45°の角度から~ 37 °Cの表面温度を持つ熱流束の入射が行われた。このときの室温は~ 23 °Cで相対湿度は~ 49 %であった。
実施例10. 特異な形状のアルミ皮膜付きアクティブエリアを持つ赤外線反射スマートシステムの電気的駆動方法.
実施例11. 本開示における赤外線反射スマート複合材料およびシステム.の電気駆動に要した代表的エネルギーの計算方法
材料および手法
マルチスペクトルスマート複合材料およびデバイスの可視および赤外スペクトル特性の測定。
Specular Transmittance (%)+Diffuse Transmittance (%)=Total Transmittance (%)
正反射率はは次の式をもとに計算した:
Specular Reflectance (%)+Diffuse Reflectance (%)=Total Reflectance (%)
吸光度はは次の式をもとに計算した:
Total Transmittance (%)+Total Reflectance (%) +Total Absorptance (%)=100%
得られたスペクトルデータはPerkin Elmer Spectrum、Jasco Spectra ManagerTM Suite、およびOrigin Proソフトウェアパッケージを用いて解析した。
アルミ皮膜あるいはTiO 2 /SiO 2 ブラッグスタックを積層したアクティブエリアを持つ赤外線反射スマート複合材料の赤外線スペクトル測定。
Specular reflectance (%) + Diffuse reflectance (%) = Total reflectance (%)
さらに吸光度は次の式をもとに計算された:
Total reflectance (%) + Total transmittance (%) + Total absorptance (%) = 100%
[非特許文献43] L. Hanssen, S. Kaplan, R. Datla, Infrared Optical Properties of Materials, NIST Special Publication 250-94, (2015)
マルチスペクトルスマート複合材料の物理的測定
アルミ皮膜あるいはTiO2/SiO2ブラッグスタックを積層したアクティブエリアを持つ赤外線反射スマート複合材料の物理的測定
アルミ皮膜赤外線反射スマート複合材料およびシステムのデジタルカメラ画像および赤外線カメラ画像の撮影
Areal strain (%) = [(A1 - A0)/A0] x100%
ここで、A0は駆動前の面積で、A1は駆動後面積である。統計処理のため、得られたデジタルカメラおよび赤外線カメラの画像/動画はQuickTime PlayerとMATLAB(登録商標)ソフトパッケージを用いて解析された。全てのケースにおいて、測定は少なくとも3つの複合材料およびシステムに対して、それぞれ最低複数回行われた。 全ての測定において複合材料には45°の角度から~ 37 °Cの表面温度を持つ熱流束の入射が行われ、 このときの室温は~ 23 °Cで相対湿度は~ 49 %であった。
均等論
Claims (42)
- スペクトル特性可変な複合材料であって、
少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアであって、電磁波スペクトルの少なくとも一部において可変な透過率、反射率、および/または吸光度を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアは、
弾性的に変形可能な基板であって、前記弾性的に変形可能な基板は、誘電体であり、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性であり、前記弾性的に変形可能な基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する、弾性的に変形可能な基板と、
前記弾性的に変形可能な基板の第1の側に配置された第1の自己組織化層であって、前記第1の自己組織化層は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性であり、かつ、前記第1の自己組織化層が上部電極として作用することができるように、プロトンまたはイオン伝導性である、第1の自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層であって、前記第2の自己組織化層は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性であり、かつ、前記第2の自己組織化層が下部電極として作用することができるように、プロトンまたはイオン伝導性である、第2の自己組織化層と
を備える、少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張前状態にあるとき、少なくとも前記第1の自己組織化層は、前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、前記弾性的に変形可能な基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、複合材料。 - 前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、機械的駆動によって変化する、請求項1に記載の複合材料。
- 前記弾性的に変形可能な基板は、エラストマーを備える、請求項1に記載の複合材料。
- 前記電磁波スペクトルの前記一部は、可視光、近赤外線、短波長赤外線、中波長赤外線、長波長赤外線、および遠赤外線のグループから選択される、請求項1に記載の複合材料。
- 前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、電気的駆動によって変化する、請求項1に記載の複合材料。
- 前記弾性的に変形可能な基板は、アクリル系エラストマーを備える、請求項1に記載の複合材料。
- 前記第1の自己組織化層および前記第2の自己組織化層は、スルホン酸含有ペンタブロック共重合体を備える、請求項1に記載の複合材料。
- 前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、外部操作者からの入力なしに、自律的に変化する、請求項1に記載の複合材料。
- 前記複合材料は、1つよりも多い大きさ可変な電気的アクティブエリアを備える、請求項1に記載の複合材料。
- 各大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、電気的駆動によって変化する、請求項9に記載の複合材料。
- 各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、個別に操作可能である、請求項9に記載の複合材料。
- 前記弾性的に変形可能な基板は、アクリル系エラストマーを備える、請求項9に記載の複合材料。
- 前記第1の自己組織化層および前記第2の自己組織化層は、スルホン酸含有ペンタブロック共重合体を備える、請求項9に記載の複合材料。
- 前記電磁波スペクトルの前記一部は、可視光、近赤外線、短波長赤外線、中波長赤外線、長波長赤外線、および遠赤外線から成るグループから選択される、請求項9に記載の複合材料。
- 各大きさ可変なアクティブエリアの前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、外部操作者からの入力なしに、自律的に変化する、請求項9に記載の複合材料。
- 反射特性可変な複合材料であって、
少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアであって、電磁波スペクトルの少なくとも一部において可変な反射率を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアは、
弾性的に変形可能な基板であって、前記弾性的に変形可能な基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する弾性的に変形可能な基板と、
前記弾性的に変形可能な基板の第1の側に配置された自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な基板の前記第1の側に配置された前記自己組織化層の外側表面上に配置された反射被膜であって、前記反射被膜は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において反射特性を示す、反射被膜と
を備える、少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張前状態にあるとき、前記自己組織化層は、前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な反射率は、前記弾性的に変形可能な基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、複合材料。 - 前記可変な反射率は、機械的駆動によって変化する、請求項16に記載の複合材料。
- 前記弾性的に変形可能な基板は、エラストマーを備える、請求項16に記載の複合材料。
- 前記反射被膜は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の広帯域赤外線反射のために最適化されている、請求項16に記載の複合材料。
- 前記反射被膜は、金属材料の薄膜である、請求項19に記載の複合材料。
- 前記金属材料は、アルミ、銅、ニッケル、およびこれらの任意の組み合わせから成るグループから選択される、請求項20に記載の複合材料。
- 前記反射被膜は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の狭帯域赤外線反射のために最適化されている、請求項16に記載の複合材料。
- 前記反射被膜は、ブラッグスタックを作るために材料の交互層で構成されている、請求項22に記載の複合材料。
- 前記材料は、TiO2、SiO2、およびこれらの任意の組み合わせから成るグループから選択される、請求項23に記載の複合材料。
- 前記電磁波スペクトルの前記一部は、赤外波長域である、請求項16に記載の複合材料。
- 前記弾性的に変形可能な基板は、誘電体であり、
前記自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、上部電極として作用し、
前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアは、前記弾性的に変形可能な基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層をさらに備え、前記第2の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、下部電極として作用し、これにより、前記複合材料は、電気的に活性である、請求項16に記載の複合材料。 - 前記可変な反射率は、電気的駆動によって変化する、請求項26に記載の複合材料。
- 前記弾性的に変形可能な基板は、アクリル系エラストマーを備える、請求項26に記載の複合材料。
- 前記第1の自己組織化層および前記第2の自己組織化層は、スルホン酸含有ペンタブロック共重合体を備える、請求項26に記載の複合材料。
- 前記可変な反射率は、外部操作者からの入力なしに、自律的に変化する、請求項26に記載の複合材料。
- 前記複合材料は、1つよりも多い大きさ可変なアクティブエリアを備える、請求項26に記載の複合材料。
- 各大きさ可変なアクティブエリアの前記可変な反射率は、電気的駆動によって変化する、請求項31に記載の複合材料。
- 各大きさ可変なアクティブエリアは、個別に操作可能である、請求項31に記載の複合材料。
- 前記電磁波スペクトルの前記一部は、赤外波長域である、請求項31に記載の複合材料。
- 各大きさ可変なアクティブエリアの前記可変な反射率は、外部操作者からの入力なしに、自律的に変化する、請求項31に記載の複合材料。
- 適応的システムであって、
複数の大きさ可変な電気的アクティブエリアであって、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、電磁波スペクトルの少なくとも一部において可変な透過率、反射率、および/または吸光度を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、
前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性である弾性的に変形可能な誘電体基板であって、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する、弾性的に変形可能な誘電体基板と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第1の側に配置された第1の自己組織化層であって、前記第1の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、上部電極として作用する、第1の自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層であって、前記第2の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、下部電極として作用し、前記第1の自己組織化層および前記第2の自己組織化層は共に、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性である、第2の自己組織化層と
を備える、複数の大きさ可変な電気的アクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、少なくとも前記第1の自己組織化層は、前記大きさ可変な電気的アクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記大きさ可変なアクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、前記弾性的に変形可能な誘電体基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、適応的システム。 - 適応的システムであって、
複数の大きさ可変な電気的アクティブエリアであって、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、電磁波スペクトルの少なくとも一部において可変な反射率を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、
弾性的に変形可能な誘電体基板であって、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する弾性的に変形可能な誘電体基板と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第1の側に配置された第1の自己組織化層であって、前記第1の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、上部電極として作用する、第1の自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層であって、前記第2の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、下部電極として作用する、第2の自己組織化層と、
前記第1の自己組織化層の外側表面上に配置された反射被膜であって、前記反射被膜は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において反射特性を示す、反射被膜と
を備える、複数の大きさ可変な電気的アクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、少なくとも前記第1の自己組織化層は、前記大きさ可変な電気的エリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記大きさ可変な電気的アクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な反射率は、前記弾性的に変形可能な基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、適応的システム。 - 複合材料を用いて、電磁波スペクトルの少なくとも一部内の透過率、反射率、および/または吸光度を変化させる方法であって、前記複合材料は、
少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアであって、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において可変な透過率、反射率、および/または吸光度を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアは、
前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性である弾性的に変形可能な誘電体基板であって、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する弾性的に変形可能な誘電体基板と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第1の側に配置された第1の自己組織化層であって、前記第1の自己組織化層は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性であり、かつ、前記第1の自己組織化層が上部電極として作用することができるように、プロトンまたはイオン伝導性である、第1の自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層であって、前記第2の自己組織化層は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性であり、かつ、前記第2の自己組織化層が下部電極として作用することができるように、プロトンまたはイオン伝導性である、第2の自己組織化層と
を備える、少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、少なくとも前記第1の自己組織化層は、前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記少なくとも1つの大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、電気的駆動を介した前記弾性的に変形可能な誘電体基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、方法。 - 複合材料を用いて電磁波スペクトルの少なくとも一部内の反射率を変化させる方法であって、前記複合材料は、
少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアであって、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において可変な反射率を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアは、
弾性的に変形可能な基板であって、前記弾性的に変形可能な基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する弾性的に変形可能な基板と、
前記弾性的に変形可能な基板の第1の側に配置された自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な基板の前記第1の側に配置された前記自己組織化層の外側表面上に配置された反射被膜であって、前記反射被膜は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において反射特性を示す、反射被膜と
を備える、少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張前状態にあるとき、前記自己組織化層は、前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な反射率は、前記弾性的に変形可能な基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、方法。 - 前記弾性的に変形可能な基板は、誘電体であり、
前記自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、上部電極として作用し、
前記少なくとも1つの大きさ可変なアクティブエリアは、前記弾性的に変形可能な基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層をさらに備え、前記第2の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、下部電極として作用し、これにより、前記複合材料は、電気的に活性であり、前記可変な反射率が電気的駆動によって変化する、請求項39に記載の方法。 - 適応的システムを用いて、電磁波スペクトルの少なくとも一部内の透過率、反射率、および/または吸光度を変化させる方法であって、前記適応的システムは、
複数の大きさ可変な電気的アクティブエリアであって、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において可変な透過率、反射率、および/または吸光度を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、
前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性である弾性的に変形可能な誘電体基板であって、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する弾性的に変形可能な誘電体基板と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第1の側に配置された第1の自己組織化層であって、前記第1の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、上部電極として作用する、第1の自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層であって、前記第2の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、下部電極として作用し、プロトンまたはイオン伝導性である前記第1の自己組織化層および前記第2の自己組織化層は共に、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において透過性である、第2の自己組織化層と
を備える、複数の大きさ可変な電気的アクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、少なくとも前記第1の自己組織化層は、前記大きさ可変な電気的アクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記大きさ可変な電気的アクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な透過率、反射率、および/または吸光度は、前記弾性的に変形可能な誘電体基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、方法。 - 適応的システムを用いて、電磁波スペクトルの少なくとも一部内の反射率を変化させる方法であって、前記適応的システムは、
複数の大きさ可変な電気的アクティブエリアであって、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において可変な反射率を有し、表面積および厚みによって特徴付けられ、各大きさ可変な電気的アクティブエリアは、
弾性的に変形可能な誘電体基板であって、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が伸張前状態を超えて弾性変形している伸張状態を有する弾性的に変形可能な誘電体基板と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第1の側に配置された第1の自己組織化層であって、前記第1の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、上部電極として作用する、第1の自己組織化層と、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板の第2の側に配置された第2の自己組織化層であって、前記第2の自己組織化層は、プロトンまたはイオン伝導性であり、下部電極として作用する、第2の自己組織化層と、
前記第1の自己組織化層の外側表面上に配置された反射被膜であって、前記反射被膜は、前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部において反射特性示す、反射被膜と
を備える、複数の大きさ可変な電気的アクティブエリア
を備え、少なくとも、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、少なくとも前記第1の自己組織化層は、前記大きさ可変な電気的アクティブエリアにおいて、10nmから100μmの範囲内の少なくとも1つのサイズスケールを有する複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を形成し、
前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張前状態にあるとき、前記弾性的に変形可能な誘電体基板が前記伸張状態にあるときよりも、前記表面積は小さく、前記厚みは大きく、前記大きさ可変な電気的アクティブエリアは高い密度の前記複数の幾何学的に再形成可能なミクロ構造を有し、
前記大きさ可変な電気的アクティブエリアの前記電磁波スペクトルの少なくとも前記一部内の前記可変な反射率は、前記弾性的に変形可能な基板の前記伸張前状態へおよび前記伸張前状態からの弾性的変形によって変化する、方法。
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