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イカの変色皮膚霊感研による「絶縁材料」

2022/4/1 11:46:00 167

米カリフォルニア大学オーウェン校のAlon Gorodetskyが率いるエンジニアチームが、新しい赤外線反射金属化ポリマーフィルムを開発した。イカの変色肌からインスピレーションを受けたという。この複合材料の調整可能な絶縁性能は、コーヒーカップから輸送容器までのすべての物品に作用させることができ、またリサイクルができ、経済的な大規模生産が可能である。

イカは奇妙な海の住人で、外宇宙から来た生物だと勘違いしがちだ。器用な触手、ジェット推進器、高知能（軟体動物にとって）と不安な人間の目を除いて、イカは他の頭足類と同様に瞬間的に変色する能力を持っている。

捕食者や獲物を避けるために、あるいはコミュニケーションの手段として、イカはその色のパターンを変える。内蔵デジタルディスプレイがあるかのように、非常に高速に動作します。実際には、いわゆる「発色団」によって実現されています。これらは動物の皮膚に色素粒子を含む特殊な嚢胞体である。これらの嚢を筋肉でねじることにより、イカはその半透明性、反射性、または不透明性を変えることができる。

これをモデルに、カリフォルニア大学オーウェン校の研究チームは色素を移すのではなく熱を調節する複合材料を考え出した。この材料はポリマーと金属でできており、特に圧力の大きさに応じて、熱の反射をより多くまたはより少なくするように構造を再構成することができます。

Gorodetsky氏は、「私たちの複合材料の金属島は、材料がリラックスしている間に互いに隣接しており、材料が伸張されている間に分離され、赤外光の反射と伝送または放熱を制御することができるようになっている。このメカニズムはイカの皮膚の色団の拡張と収縮に似ており、可視光の反射と伝送を変えている」と述べた。

しかし賢いのはこの材料だけではなく、このチームがビジネスや環境の観点から実用的にしようとする努力もある。研究者によると、アルミニウムの基板に銅を塗布し、多層ポリマーをスプレーすることにより、この新材料はいかなるロール状のロットサイズでも生産でき、その規模は経済的にコストを約0.1ドル/平方メートルに下げることができるという。

また、研究チームは、このフィルムはコーヒーカップの手提げ袋から輸送容器までのすべてのものに使用することができ、絶縁性が調節できるため、人々は自分のココアを急速に飲用可能な温度に下げることができると述べた。さらに、これらの材料は、金属を除去し、残りのポリマーを再利用することにより、従来の市販方法で回収することができる。

現在までに、この材料はコーヒーカップの形で試験されており、標準化された試験条件の下で20倍の赤外線放射線伝送変調と30倍の熱流強度調節を実現している。また、この材料は圧力を受けたときに繰り返しの機械的循環によく耐えられる。

Gorodetsky氏は、「この材料には多くの応用がある。大流行中に人々の家に送られたすべての腐敗しやすいものを考えてみよう。アマゾンや他社が送った温度制御が必要な小包は、イカに啓発された適応複合材料で作られた裏地を使用することができる。今では一度に大きな材料を作ることができて、私たちの生活の多くの面で利益を得ることができるものができました。」