日本理化學(xué)研究所、東京大學(xué)和物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)合小組最近開發(fā)出一種新型“動態(tài)光結(jié)構(gòu)”，通過對水中含有的微量氧化鈦納米片進(jìn)行數(shù)百納米為周期的規(guī)整排列，使水在沒有改變成分的情況下可根據(jù)環(huán)境變化瞬時改變顏色。 e?f IXk~b  
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“光結(jié)構(gòu)”是指材料具有與可見光波長同等周期結(jié)構(gòu)，并根據(jù)周期長短選擇性地反射相應(yīng)波長的光，從而呈現(xiàn)出各種鮮艷的“結(jié)構(gòu)色”。“光結(jié)構(gòu)”對操縱光的提取、封閉和傳播等非常有用，科學(xué)家們對此進(jìn)行了大量研究。但是，獲得“光結(jié)構(gòu)”并非易事，即使利用最新的納米技術(shù)也難以制作，因此通常的“光結(jié)構(gòu)”是由無機(jī)結(jié)晶和有機(jī)聚合物等硬質(zhì)材料構(gòu)成。 lb1Xsgm{  
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在自然界中，有些生物能巧妙地利用流動性物質(zhì)構(gòu)成“動態(tài)光結(jié)構(gòu)”，比如琉璃雀鯛和霓虹燈魚等魚類，它們可以自由控制體色。而用流動性的人工材料制作“動態(tài)光結(jié)構(gòu)”，使材料根據(jù)環(huán)境變化瞬間變色，卻極其困難，因?yàn)橹刃蛐院土鲃有允且粚ο喾吹臓顟B(tài)。 C"enpc_C/  
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此次日本研究人員使用氧化鈦納米片進(jìn)行“光結(jié)構(gòu)”的開發(fā)。氧化鈦納米片厚度為0.75納米，橫幅為數(shù)微米，是具有極大軸比的二維無機(jī)物質(zhì)，具有高折射率和磁場定向性等獨(dú)特性質(zhì)。由于納米片帶有較大負(fù)電荷，彼此之間具有強(qiáng)靜電排斥力，可以讓納米片在水中分散后形成具有一定間隔的層狀周期結(jié)構(gòu)。但納米片的間隔最大為50納米，難以作為“光結(jié)構(gòu)”利用。為此，研究小組開發(fā)出擴(kuò)大納米片間隔的新方法，讓水中分散的微量氧化鈦納米片以數(shù)百納米為周期有規(guī)律排列，成功獲得了隨環(huán)境變化瞬時變換結(jié)構(gòu)色的“流動性光結(jié)構(gòu)”。 {FTqu.  
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該成果對膠體科學(xué)、自下而上的納米技術(shù)以及超材料的開發(fā)具有指導(dǎo)意義。研究論文在線發(fā)表于《自然·通信》雜志上。