(57)【要約】可視、赤外、あるいは任意の波長域の電磁波スペクトル照射に対する可変な透過率、反射率、および／または吸光度をもつ完全に人工的なスマート複合材料およびシステムの作製方法およびその使用方法を提供する。このスマート複合材料およびシステムは前例のない特徴を併せ持ち、そのため広い実用的な応用範囲が期待される。  このスマート複合材料は、少なくとも１つ大きさ可変で、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／または吸光度が可変なアクティブエリアを構成に含む：  伸縮性基板、基板上に成膜された自己組織化膜、自己組織化膜上に成膜された光学的反射皮膜。動作時は、エラストマー基板の伸長および収縮が自己組織化層の表面モフォロジーを変化させ、例えば表面構造の大きさや深さが変化し、結果アクティブエリアの透過率、反射率、および／または吸光度が変化する。
2021518572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項２】
請求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。
【請求項３】
請求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。
【請求項４】
請求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。
【請求項５】
請求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。
【請求項６】
請求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。
【請求項７】
請求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。
【請求項８】
請求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。
【請求項９】
請求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。
【請求項１０】
請求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。
【請求項１１】
請求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。
【請求項１２】
請求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。
【請求項１３】
請求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。
【請求項１４】
請求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。
【請求項１５】
請求５および請求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。
【請求項１６】
請求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。
【請求項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。
【請求項１８】
請求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。
【請求項１９】
請求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。
【請求項２０】
請求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。
【請求項２１】
請求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。
【請求項２２】
請求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。
【請求項２３】
請求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。
【請求項２４】
請求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。
【請求項２５】
請求２４の複合材料について、このとき材料はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、あるいはこれらの組み合わせから選ばれる。
【請求項２６】
請求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。
【請求項２７】
請求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。
【請求項２８】
請求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
【請求項２９】
請求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。
【請求項３０】
請求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。
【請求項３１】
請求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。
【請求項３２】
請求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。
【請求項３３】
請求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。
【請求項３４】
請求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。
【請求項３５】
請求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。
【請求項３６】
請求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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項４０】
請求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。
【請求項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。
【請求項４２】
請求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。
【請求項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
【請求項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．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
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
【０００２】
本開示は、開示内で参照される２０１８年３月１５日に開示されたＵ．Ｓ．  Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎａｌ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．  ６２／６４３，４０３，より優先される。
技術分野
【０００３】
本開示は電磁波の透過おより反射が可変な材料とシステム、およびその作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
背景技術
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｉ．  Ｈｅｒｎａｎｄｅｚ−Ｐｅｒｅｚ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｔｈｅｒｍａｌ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｔｏ  ｅｘｔｅｒｉｏｒ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ−Ａ  ｒｅｖｉｅｗ．  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｂｕｉｌｄ．  ８０，  ８１−１０５  （２０１４）
【非特許文献２】Ｕ．Ｓ．  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ，  Ｅｎｅｒｇｙ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ，  ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎｅｒｇｙ．ｇｏｖ／ｅｎｅｒｇｙｓａｖｅｒ／ｅｎｅｒｇｙ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ−ｗｉｎｄｏｗｓ
【非特許文献３】ＮＡＳＡ，  Ａ  Ｓｈｉｎｉｎｇ  Ｅｘａｍｐｌｅ  ｏｆ  Ｓｐａｃｅ  Ｂｅｎｅｆｉｔｓ  （２００７），  ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｖｉｓｉｏｎ／ｅａｒｔｈ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ／ｓｉｌｖｅｒ＿ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ．ｈｔｍｌ
【非特許文献４】Ｓ．  Ｇｅｅｔｈａ，  ｅｔ  ａｌ．，  ＥＭＩ  ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ：  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ−Ａ  ｒｅｖｉｅｗ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｏｌｙｍ．  Ｓｃｉ．  １１２，  ２０７３−２０８６  （２００９）
【非特許文献５】Ｓ．  Ｐ．  Ｓｉｎｇｈ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ｂｏｘｅｓ，  ｂａｇｓ  ａｎｄ  ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓ  ｆｏｒ  ｓｉｎｇｌｅ  ｐａｒｃｅｌ  ｓｈｉｐｍｅｎｔｓ  （Ｐａｃｋａｇ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｓｃｉ．  ２１，  ２５−３５  （２００８）
【非特許文献６】Ｊ．  Ｆ．  Ｓａｃａｄｕｒａ，  Ｒａｄｉａｔｉｖｅ  ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｉｎ  ｆｉｒｅ  ｓａｆｅｔｙ  ｓｃｉｅｎｃｅ．  Ｊ．  Ｑｕａｎｔ．  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ．  Ｒａｄｉａｔ．  Ｔｒａｎｓｆ．  ９３，  ５−２４  （２００５）
【非特許文献７】Ｌ．  Ｖ．  Ｗａｋｅ，  Ｒ．  Ｆ．  Ｂｒａｄｙ，  Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｆｅｎｃｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  １９９３，  Ｕ．Ｓ．  Ｄｅｆｅｎｓｅ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｃｅｎｔｅｒ
【非特許文献８】Ｙ．  Ｗａｎｇ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｓｍａｒｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ．  Ａｎｎｕ．  Ｒｅｖ．  Ｃｈｅｍ．  Ｂｉｏｍｏｌ．  Ｅｎｇ．  ７，  ２８３−３０４  （２０１６）
【非特許文献９】Ｍ．  Ｃａｓｉｎｉ，  Ａｃｔｉｖｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｗｉｎｄｏｗｓ  ｆｏｒ  ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ：  Ａ  ｒｅｖｉｅｗ．  Ｒｅｎｅｗ．  Ｅｎｅｒｇｙ．  １１９，  ９２３−９３４  （２０１８）
【非特許文献１０】Ｍ．  Ｑｉｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｂｉｏｉｎｓｐｉｒｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｃｏｌｏｒ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ  ｓｏｆｔ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ．  Ｃｕｒｒ．  Ｏｐｉｎ．  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｍａｔｅｒ．  Ｓｃｉ．，  ０−１  （２０１８）
【非特許文献１１】Ｍ．  Ｋｏｌｌｅ，  Ｓ．  Ｌｅｅ，  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ａｎｄ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ  ｉｎ  Ｓｏｆｔ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ  Ｉｎｓｐｉｒｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ．  Ａｄｖ．  Ｍａｔｅｒ．  ３０，  １７０２６６９  （２０１８）
【非特許文献１２】Ｚ．  Ｂａｏ，  Ｘ．  Ｃｈｅｎ，  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ａｎｄ  Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．  Ａｄｖ．  Ｍａｔｅｒ．  ２８，  ４１７７−４１７９  （２０１６）
【非特許文献１３】Ｊ．  Ｚｈａｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｒｅｃｅｎｔ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ｔｒｕｌｙ  ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ．  Ｎａｎｏｓｃａｌｅ．  １０，  ５７６４−５７９２  （２０１８）
【非特許文献１４】Ｄ．  Ｃｈｅｎ，  Ｑ．  Ｐｅｉ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍｕｓｃｌｅｓ  ａｎｄ  Ｓｋｉｎｓ：  Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｓｏｆｔ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ．  Ｃｈｅｍ．  Ｒｅｖ．  １１７，  １１２３９−１１２６８  （２０１７）
【非特許文献１５】Ｍ．  Ｌ．  Ｈａｍｍｏｃｋ，  Ａ．  Ｃｈｏｒｔｏｓ，  Ｂ．  Ｃ．  Ｋ．  Ｔｅｅ，  Ｊ．  Ｂ．  Ｈ．  Ｔｏｋ，  Ｚ．  Ｂａｏ，  ２５ｔｈ  Ａｎｎｉｖｅｒｓａｒｙ  Ａｒｔｉｃｌｅ：  Ｔｈｅ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｋｉｎ  （Ｅ−Ｓｋｉｎ）：  Ａ  Ｂｒｉｅｆ  Ｈｉｓｔｏｒｙ，  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ，  ａｎｄ  Ｒｅｃｅｎｔ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ．  Ａｄｖ．  Ｍａｔｅｒ．  ２５，  ５９９７−６０３８  （２０１３）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＳＵＭＭＡＲＹ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＩＮＶＥＮＴＩＯＮ
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。
【０００７】
さらにまた多くの実施例においては、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。
【０００８】
さらにまた多くの実施例においては、変形可能な基板はエラストマー素材を用いて作製される。
【０００９】
さらにまた多くの実施例においては、電磁波スペクトルの駆動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。
【００１０】
上記の様々な実施例ににおいて
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
【００１１】
さらにまた多くの実施例においては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。一部実施例においては、伸縮性基板にアクリル系エラストマーが用いられる。このような実施例において、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。このような実施例においては、可変な透過率、反射率、吸光度は自律的に変化する。
【００１２】
さらにまた多くの実施例においては、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。このような実施例において、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。
【００１３】
さらにまたこの実施例においては、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。一部実施例においては、伸縮性基板にアクリル系エラストマーが用いられる。この実施例においては、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。この実施例においては、電磁波スペクトルの駆動は可視光、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。この実施例において、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。
【００１４】
多くの実施例は次のような反射性スマート複合材料を用いる：
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。
【００１５】
この多くの実施例において、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。これらのうち一部の実施例においては、伸縮性基板はエラストマーで構成される。これらのうち一部実施例においては、反射皮膜は電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動の広帯域赤外線に最適化されている。
【００１６】
さらにまた多くの実施例において、反射皮膜は金属の薄膜である。これらの実施例において金属はアルミ、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。
【００１７】
またこれらの実施れにおいては反射皮膜は電磁波スペクトルの少なくとも一部駆動の狭帯域の赤外線に最適化されている。
【００１８】
さらにまた多くの実施例において、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。この一部実施例において、材料はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、あるいはこれらの組み合わせから選ばれる。
【００１９】
さらにまた多くの実施例において、一部の電磁波スペクトルは赤外波長域である。
【００２０】
さらにまた多くの実施例において：
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。
【００２１】
さらにまた多くの実施例において、可変な反射特性は電気的に駆動によって変化する。
【００２２】
さらにまた多くの実施例において、伸縮性基板にアクリル系エラストマーが用いられる。
【００２３】
さらにまた多くの実施例において、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。
【００２４】
さらにまた多くの実施例において、可変反射特性は自律的に変化する。
【００２５】
さらにまた多くの実施例において、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。
【００２６】
さらにまた多くの実施例において、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。
【００２７】
さらにまた多くの実施例において、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。
【００２８】
さらにまた多くの実施例において、一部の電磁波スペクトルは赤外波長域である。
【００２９】
さらにまた多くの実施例において、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。
【００３０】
次の様々な実施例が適応的システムとして機能する：
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。
【００３１】
次の様々な実施例がスマートシステムとして機能する：
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。
【００３２】
次に示す様々な実施例は電磁波スペクトル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を目的とする：
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。
【００３３】
このような様々な実施例において：
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。
【００３４】
多くの実施例は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反射特性を変化させる手法となることを目的としている：
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。
【００３５】
このような様々な実施例において：
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。
【００３６】
次に示す様々な実施例は電磁波スペクトル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を目的とする：
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
【００３７】
次に示す多くの実施例は電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域に対し複合材料の反射特性を変化させられる手法を目的とする：
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．
【００３８】
他の実施例及び機能は本明細書の次の章に記載され、当業者が仕様を吟味するか、本開示に従い実施することで理解される。．本開示のさらなる原理および利点は、本開示の章をを構成している、残りの仕様を図を参考にすることで理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本開示のさらなる原理および利点は、次の詳細な仕様説明を、図およびデータと共に参考にすることで理解される。：
【００４０】
【図１】図１は先行技術によるイカが岩場と同化するため擬態している様子の写真。
【００４１】
【図２Ａ】図２Ａはマルチスペクトル光特性可変材料の断面図である。（左）が特許デバイス構造のアクチュエータ圧縮前で（右）がアクチュエータ圧縮後である。
【００４２】
【図２Ｂ】図２Ｂと２Ｃは赤外反射特性可変材料を用いた特許発明の断面図（２Ｂ）と上面図（２Ｃ）である。
【図２Ｃ】図２Ｂと２Ｃは赤外反射特性可変材料を用いた特許発明の断面図（２Ｂ）と上面図（２Ｃ）である。
【００４３】
【図３Ａ】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃはスマート複合材料の作製手順を模式的に示している。これには本開示の実施例に従い、赤外線反射皮膜を含まないマルチスペクトル複合材料（図３Ａ）、広帯域赤外線反射複合材料（金属皮膜）（図３Ｂ）、狭帯域赤外線反射複合材料（ブラッグスタック）（図３Ｃ）を含む。
【図３Ｂ】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃはスマート複合材料の作製手順を模式的に示している。これには本開示の実施例に従い、赤外線反射皮膜を含まないマルチスペクトル複合材料（図３Ａ）、広帯域赤外線反射複合材料（金属皮膜）（図３Ｂ）、狭帯域赤外線反射複合材料（ブラッグスタック）（図３Ｃ）を含む。
【図３Ｃ】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃはスマート複合材料の作製手順を模式的に示している。これには本開示の実施例に従い、赤外線反射皮膜を含まないマルチスペクトル複合材料（図３Ａ）、広帯域赤外線反射複合材料（金属皮膜）（図３Ｂ）、狭帯域赤外線反射複合材料（ブラッグスタック）（図３Ｃ）を含む。
【００４４】
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【図４Ｄ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【図４Ｅ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【図４Ｆ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【図４Ｇ】図４Ａ−４Ｇには本開示の実施例における伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視と赤外領域に対する、次の様々な特性を示している：機械的に駆動されたときの模式図と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の画像（４Ａ）；デジタルカメラ画像および可視から近赤外領域までの透過スペクトル（４Ｂ、それぞれ上  下）；  可視から近赤外領域までの反射スペクトル（４Ｃ）；  可視から近赤外領域までの吸光スペクトル（４Ｄ）；  赤外線カメラ画像および近赤外から遠赤外までの透過スペクトル（４Ｅ、それぞれ上  下）；  近赤外から遠赤外までの反射スペクトル（４Ｆ）；  近赤外から遠赤外までの吸光スペクトル（４Ｇ）．
【００４５】
【図５Ａ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｂ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｃ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｄ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｅ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｆ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｇ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｈ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｉ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｊ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｋ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｌ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｍ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｎ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【図５Ｏ】図５Ａー５Ｏは本開示の実施例における広帯域赤外反射複合材料の伸張状態と伸張前の状態のマルチスペクトルスマート複合材料の電磁波スペクトルにおける可視および赤外領域に対する、次の様々な特性を表している：  機械的に駆動する様子の模式図（５Ａ）およびデジタルカメラ画像（５Ｂ）；  光学顕微鏡画像（５Ｃ）；  走査型電子顕微鏡画像（５Ｄ）；  本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステムの赤外線反射率（５Ｅ，  ５Ｈ，  ５Ｉ，  ５Ｊ，  ５Ｍ）、透過率（５Ｆ，  ５Ｋ，  ５Ｎ）、吸光度（５Ｇ，  ５Ｌ，  ５Ｏ）およびそれらに対する機械的駆動の影響を示す；  図５Ｈ、５Ｉは駆動による入射角依存性を示し、図５Ｊ−５Ｏはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に７５回駆動（図５Ｊ−５Ｌ）と７５０回駆動（図５Ｍ−５Ｏ）繰り返し駆動させたときの様子を示している。
【００４６】
【図６Ａ】図６Ａ−６Ｅは本開示の実施例におけ狭帯域赤外反射皮膜を施したスマート複合材料の機械的駆動前と駆動後の次の様々な特性を示している：  本開示の実施例における狭帯域赤外線反射スマート複合材料の機械的駆動の様子を示した模式図（６Ａ）および機械的駆動が赤外線反射率（６Ｂ−６Ｅ）に及ぼす影響をを示した図；  このとき図６Ｅはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に１００回の駆動に対する安定性を示す。
【図６Ｂ】図６Ａ−６Ｅは本開示の実施例におけ狭帯域赤外反射皮膜を施したスマート複合材料の機械的駆動前と駆動後の次の様々な特性を示している：  本開示の実施例における狭帯域赤外線反射スマート複合材料の機械的駆動の様子を示した模式図（６Ａ）および機械的駆動が赤外線反射率（６Ｂ−６Ｅ）に及ぼす影響をを示した図；  このとき図６Ｅはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に１００回の駆動に対する安定性を示す。
【図６Ｃ】図６Ａ−６Ｅは本開示の実施例におけ狭帯域赤外反射皮膜を施したスマート複合材料の機械的駆動前と駆動後の次の様々な特性を示している：  本開示の実施例における狭帯域赤外線反射スマート複合材料の機械的駆動の様子を示した模式図（６Ａ）および機械的駆動が赤外線反射率（６Ｂ−６Ｅ）に及ぼす影響をを示した図；  このとき図６Ｅはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に１００回の駆動に対する安定性を示す。
【図６Ｄ】図６Ａ−６Ｅは本開示の実施例におけ狭帯域赤外反射皮膜を施したスマート複合材料の機械的駆動前と駆動後の次の様々な特性を示している：  本開示の実施例における狭帯域赤外線反射スマート複合材料の機械的駆動の様子を示した模式図（６Ａ）および機械的駆動が赤外線反射率（６Ｂ−６Ｅ）に及ぼす影響をを示した図；  このとき図６Ｅはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に１００回の駆動に対する安定性を示す。
【図６Ｅ】図６Ａ−６Ｅは本開示の実施例におけ狭帯域赤外反射皮膜を施したスマート複合材料の機械的駆動前と駆動後の次の様々な特性を示している：  本開示の実施例における狭帯域赤外線反射スマート複合材料の機械的駆動の様子を示した模式図（６Ａ）および機械的駆動が赤外線反射率（６Ｂ−６Ｅ）に及ぼす影響をを示した図；  このとき図６Ｅはシステムの繰り返し駆動に対する安定性、具体的に１００回の駆動に対する安定性を示す。
【００４７】
【図７Ａ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【図７Ｂ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【図７Ｃ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【図７Ｄ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【図７Ｅ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【図７Ｆ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【図７Ｇ】図７Ａは本開示の実施例における電気的に駆動しているマルチスペクトルスマート複合材料の作製工程を模式的に示している。図７Ｂ−７Ｇは本開示の実施例における電気的駆動の様子と電気的駆動前および駆動後のデバイスにおける電磁波スペクトルの可視および赤外領域の特性を示している：  電気的駆動の様子の模式図（７Ｂ）；  作製したデバイスの電圧に対する面内方向ひずみの変化（７Ｃ）；  時間に対する面積収縮率の変化（７Ｄ）；  デバイスの電気的駆動の模式図とデジタルカメラ画像（７Ｅ）；  デバイスの電気駆動の模式図と赤外線カメラ画像；  繰り返し電気的に駆動したときの駆動回数に対する、同じ場所の赤外線カメラによる見かけ上の温度変化（７Ｇ）．
【００４８】
【図８Ａ】図８Ａ−８Ｄは本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステム（金属皮膜）の概略図（８Ａ、上）とデジタルカメラ画像（８Ａ、下）および電気的駆動の影響を示す実験データ（８Ｂ−８Ｄ）である。
【図８Ｂ】図８Ａ−８Ｄは本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステム（金属皮膜）の概略図（８Ａ、上）とデジタルカメラ画像（８Ａ、下）および電気的駆動の影響を示す実験データ（８Ｂ−８Ｄ）である。
【図８Ｃ】図８Ａ−８Ｄは本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステム（金属皮膜）の概略図（８Ａ、上）とデジタルカメラ画像（８Ａ、下）および電気的駆動の影響を示す実験データ（８Ｂ−８Ｄ）である。
【図８Ｄ】図８Ａ−８Ｄは本開示の実施例における広帯域赤外線反射スマートシステム（金属皮膜）の概略図（８Ａ、上）とデジタルカメラ画像（８Ａ、下）および電気的駆動の影響を示す実験データ（８Ｂ−８Ｄ）である。
【００４９】
【図９Ａ】図９Ａ−９Ｅは単一（９Ａ）及び多重（９Ｂ−９Ｅ）広帯域（金属皮膜）赤外反射スマートシステムの構成及び電気的駆動の概略図を示す。このとき、図９Ａ（上）、９Ｂ（上）、９Ｄはシステムの概略図である；  図９Ｃはデジタルカメラ画像である；  図９Ａ（下）、９Ｂ（下）および９Ｅは全て本開示の実施例における赤外線カメラの画像である。
【図９Ｂ】図９Ａ−９Ｅは単一（９Ａ）及び多重（９Ｂ−９Ｅ）広帯域（金属皮膜）赤外反射スマートシステムの構成及び電気的駆動の概略図を示す。このとき、図９Ａ（上）、９Ｂ（上）、９Ｄはシステムの概略図である；  図９Ｃはデジタルカメラ画像である；  図９Ａ（下）、９Ｂ（下）および９Ｅは全て本開示の実施例における赤外線カメラの画像である。
【図９Ｃ】図９Ａ−９Ｅは単一（９Ａ）及び多重（９Ｂ−９Ｅ）広帯域（金属皮膜）赤外反射スマートシステムの構成及び電気的駆動の概略図を示す。このとき、図９Ａ（上）、９Ｂ（上）、９Ｄはシステムの概略図である；  図９Ｃはデジタルカメラ画像である；  図９Ａ（下）、９Ｂ（下）および９Ｅは全て本開示の実施例における赤外線カメラの画像である。
【図９Ｄ】図９Ａ−９Ｅは単一（９Ａ）及び多重（９Ｂ−９Ｅ）広帯域（金属皮膜）赤外反射スマートシステムの構成及び電気的駆動の概略図を示す。このとき、図９Ａ（上）、９Ｂ（上）、９Ｄはシステムの概略図である；  図９Ｃはデジタルカメラ画像である；  図９Ａ（下）、９Ｂ（下）および９Ｅは全て本開示の実施例における赤外線カメラの画像である。
【図９Ｅ】図９Ａ−９Ｅは単一（９Ａ）及び多重（９Ｂ−９Ｅ）広帯域（金属皮膜）赤外反射スマートシステムの構成及び電気的駆動の概略図を示す。このとき、図９Ａ（上）、９Ｂ（上）、９Ｄはシステムの概略図である；  図９Ｃはデジタルカメラ画像である；  図９Ａ（下）、９Ｂ（下）および９Ｅは全て本開示の実施例における赤外線カメラの画像である。
【００５０】
【図１０】図１０Ａおよび１０Ｂは本開示の実施例における温度依存、自律駆動、広帯域（金属皮膜）赤外線反射スマートシステムの概略図およびデータを示している。
【００５１】
【図１１】図１１は本開示の実施例における広帯域（金属皮膜）赤外線反射スマートシステムの熱迷彩昨日の概略図及びデータを示している。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図と共に、透過率および／または反射率が可変な材料およびシステムの作製方法および使用方法を次の詳細説明に記す。本開示に記載される詳細説明の実施例は本発明を特定の実施形態に限定するものではないものと理解されるべきである。むしろ、詳細説明に提示される実施形態は当業者が本発明を実施するために選ばれたものである。
【００５３】
すでに「静的」に電磁波をコントロールする手法は多くの研究報告がある。一方で「オンデマンド」に電磁波の量をコントロールする手法、つまり環境に応じて素早く的確に特性を変化させる材料望まれる一方、このような材料は技術的に実現が困難である。  例えば、赤外放射の伝搬料をコントロールするシステムに関する研究報告は少ない。このようなシステムを実現するには数々の厳重かつ困難な技術的課題を解決しなければならないため難しいからだ。  可視光領域  （波長４００  ｎｍ  −  ７５０  ｎｍ）  と赤外領域  （７５０  ｎｍ  −  １６．５  μｍ）の両方を操作するシステムおよび材料となるとなると更に珍しくなり、限られた研究しか報告されていない。  可視光と赤外、２つの領域で作用する材料の研究は、２つの駆動が１桁も違うことも手伝って大変難しいことが知られている。  例えば二酸化バナジウムに代表されるサーモクロミズムを利用した波長特性変化は赤外領域に対して大きく変化するのに対し、可視光領域においては変化が小さく、必要とされる温度も高く、ヒステリシスも大きくなる上、扱いの難しい材料であることが知られている（非特許文献１６−２０）。
【００５４】
［非特許文献１６］  Ｈ．  Ｊｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ  ＶＯ２  ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｍａｌｉｃ  ａｃｉｄ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ．  ＲＳＣ  Ａｄｖ．  ７，  ５１８９−５１９４  （２０１７）
【００５５】
［非特許文献１７］  Ｄ．  Ｌｉｕ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｗ−ｄｏｐｅｄ  ＶＯ２  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍｓ  ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｂｙ  ａｑｕｅｏｕｓ  ｓｏｌ−ｇｅｌ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｓｔｅａｌｔｈ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｐｈｙｓ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ７７，  ３３９−３４３  （２０１６）
【００５６】
［非特許文献１８］  Ｌ．  Ｘｉａｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｆａｓｔ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ＶＯ２／Ｇｒａｐｈｅｎｅ／ＣＮＴ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ．  Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔ．  １５，  ８３６５−８３７０  （２０１５）
【００５７】
［非特許文献１９］  Ｚ．  Ｍａｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｓｔｅａｌｔｈ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  （Ｍ）−ｔｏ−ｍｅｔａｌｌｉｃ  （Ｒ）  ｐｈａｓｅ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｗ−ｄｏｐｅｄ  ＶＯ２  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍｓ  ｃｏａｔｅｄ  ｏｎ  ｃｏｔｔｏｎ  ｆａｂｒｉｃｓ．  Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ．  ５５８，  ２０８−２１４  （２０１４）
【００５８】
［非特許文献２０］  Ｍ．  Ａ．  Ｋａｔｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｖａｎａｄｉｕｍ  Ｄｉｏｘｉｄｅ  ａｓ  ａ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ  Ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ：  Ｐｅｒｆｅｃｔ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｌａｒｇｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｍｉｔｔａｎｃｅ．  Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｘ．  ３，  ４１００４  （２０１３）；  ｔｈｅ  ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ  ｏｆ  ｗｈｉｃｈ  ｉｓ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｈｅｒｅｉｎ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）．    
【００５９】
また、別のエレクトロクロミズムを用いた例では材料の酸化と還元により赤外領域の波長スペクトルを変化させることができるが、厳密に変化をコントロールするために反応性が非常に悪い貴金属を用いるか、非常に複雑なナノ複合体を用いる必要がある（非特許文献２１−２４）。更に別の例では特定のメタマテリアルを用いたシステムに光励起されたキャリアがドープすることにより一部分の波長スペクトルを一時的に変化させることに成功したが、キャリアを光励起させるために紫外光が必要な上、十分な変化量を得るには高い温度が必要になり、更に元の状態に戻るまで長い時間がかかってしまう（非特許文献２５）。  更に、サーマルクローキングを用いて周囲の熱の流れを変えることで赤外線情報を操作する技術は大きな温度差が要求されるため実用範囲が限られてしまう（非特許文献２６−２７）。  最後に、マイクロ流体素子を内蔵した柔らかい機械の場合、機能性液体を圧入することで赤外認証や赤外線パターンを変化させることは可能だが、常時様々な機能性液体を循環させる必要があり、その機能性液体の熱伝導性が原因で反応速度が遅い事が知られている（非特許文献２８）。  その結果、可視光にはじまり、近赤外、短波長赤外線、中波長赤外線、長波長赤外線、果てには遠赤外線までの広い駆動の電磁波に対応できる材料と構造体の研究はやりがいのある挑戦であり、多くの革新的な応用研究が見込まれる領域である。
【００６０】
［非特許文献２１］  （Ｙ．  Ｔｉａｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａ  ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ．  Ｓｏｌ．  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｔｅｒ．  Ｓｏｌ．  Ｃｅｌｌｓ．  １７０，  １２０−１２６  （２０１７）
【００６１】
［非特許文献２２］Ｂ．  Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐａｔｔｅｒｎａｂｌｅ  ＰＥＤＯＴ  ｎａｎｏｆｉｌｍｓ  ｗｉｔｈ  ｇｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｔａｒｇｅｔｉｎｇ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ．  Ｎａｎｏ  Ｃｏｎｖｅｒｇ．  ２，  １９  （２０１５）
【００６２】
［非特許文献２３］  Ｐ．  Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｌａｒｇｅ，  Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｓｍ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｖｉｓｉｂｌｅ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｆａｒ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｉｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ．  Ａｄｖ．  Ｆｕｎｃｔ．  Ｍａｔｅｒ．  １２，  ９５−１０３  （２００２）
【００６３】
［非特許文献２４］  Ｐ．  Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  （ＣＰ）  ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃｓ  ｉｎ  ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  ｍｉｌｉｔａｒｙ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．  Ｓｙｎｔｈ．  Ｍｅｔ．  １３５−１３６，  ２３−２４  （２００３）
【００６４】
［非特許文献２５］  Ｚ．  Ｊ．  Ｃｏｐｐｅｎｓ，  Ｊ．  Ｇ．  Ｖａｌｅｎｔｉｎｅ，  Ｓｐａｔｉａｌ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｏｒａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ．  Ａｄｖ．  Ｍａｔｅｒ．  ２９，  １７０１２７５  （２０１７）
【００６５】
［非特許文献２６］  Ｒ．  Ｓｃｈｉｔｔｎｙ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ：  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｆｌｏｗ  ｏｆ  Ｈｅａｔ．  Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｌｅｔｔ．  １１０，  １９５９０１  （２０１３）
【００６６】
［非特許文献２７］  Ｔ．  Ｈａｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｆｕｌｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｅａｔ  Ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ：  Ｃｌｏａｋｉｎｇ，  Ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ  ａｎｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ．  Ａｄｖ．  Ｍａｔｅｒ．  ２６，  １７３１−１７３４  （２０１４）
【００６７】
［非特許文献２８］  Ｓ．  Ａ．  Ｍｏｒｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ．  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３３７，  ８２８−８３２  （２０１２）
【００６８】
このような広範囲のは超領域に対応したシステムの有名な例が頭足類の皮膚である（図１）。  頭足類の皮膚の仕組みは多くの光電子デバイスの元となっている（非特許文献２９−３３）。例えば誘電性エラストマーを用いたアクチュエータを用いることで可視光領域で変色するシステムを作ることができる。  これらのデバイスの基本構造は、エラストマーメンブレンを２つの電極で挟んだ構造になっており、両端に電圧をかけることで誘電性エラストマーの特性により、メンブレンが圧縮され電極の面積を広げることができる。  一般的にこのよな電気エネルギーを機械エネルギーに変換するアクチュエータは人工筋肉や空圧を利用した自動システム、発電、点字ディスプレイ、補償光学の分野に用いられる。  ただし、誘電性エラストマーを用いた研究はその高い駆動電圧と電極に同時に求められる性能から技術的実現正が限定的である（非特許文献３４−３７）。複数の駆動に対して変色するデバイスを実現するに当たっては電極（この場合、伸縮性導体）に求めらる性能は特に厳しくなる。まず、メンブレン上に成膜できる必要があり、加えてメンブレンに対して密着性が良く電極表面がパターニングや表面加工に対応できなければならない。また、十分な伸縮性と柔軟性があり、大きく伸縮した状態でも高い導電性を示し、広い波長範囲で高い透過性を持ち、湿度を始め様々な環境に耐性があり、伸縮サイクルに対する耐久性も求められ、その上可視光領域と赤外領域の両方で変色が出来る必要がある。    
【００６９】
［非特許文献２９］  Ｃ．  Ｙｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｄｅｓｉｇｎｓ  ｉｎｓｐｉｒｅｄ  ｂｙ  ｃｅｐｈａｌｏｐｏｄ  ｓｋｉｎｓ．  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  １１１，  １２９９８−１３００３  （２０１４）
【００７０】
［非特許文献３０］  Ｃ．  Ｌａｒｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｈｉｇｈｌｙ  ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｓｋｉｎ  ｆｏｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｔａｃｔｉｌｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ．  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３５１，  １０７１−１０７４  （２０１６）
【００７１】
［非特許文献３１］  Ｑ．  Ｗａｎｇ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｅｐｈａｌｏｐｏｄ−ｉｎｓｐｉｒｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ  ｆｏｒ  ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ．  Ｎａｔ．  Ｃｏｍｍｕｎ．  ５，  ４８９９  （２０１４）
【００７２】
［非特許文献３２］  Ｊ．  Ｒｏｓｓｉｔｅｒ，  Ｂ．  Ｙａｐ，  Ａ．  Ｃｏｎｎ，  Ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ  ｃｈｒｏｍａｔｏｐｈｏｒｅｓ  ｆｏｒ  ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ  ａｎｄ  ｓｏｆｔ  ａｃｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅｓ．  Ｂｉｏｉｎｓｐｉｒ．  Ｂｉｏｍｉｍ．  ７，  ３６００９  （２０１２）
【００７３】
［非特許文献３３］  Ｊ．  Ｒｏｓｓｉｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｏｌｏｕｒ  ｇａｍｕｔｓ  ｉｎ  ｐｏｌｙｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｃｈｒｏｍａｔｏｐｈｏｒｅｓ．  Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ．  ９０５６，  ９０５６２０  （２０１４）
【００７４】
［非特許文献３４］  Ｆ．  Ｃａｒｐｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ  ａｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ  （Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，  ２００８）
【００７５】
［非特許文献３５］  Ｊ．  Ｂｉｇｇｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ａｎｄ  Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ．  Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ５２，  ９４０９−９４２１  （２０１３）
【００７６】
［非特許文献３６］  Ｆ．  Ｃａｒｐｉ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  （Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，  ２０１６）；  Ｓ．  Ｒｏｓｓｅｔ，  Ｈ．  Ｒ．  Ｓｈｅａ，  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ａｎｄ  ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  ａｃｔｕａｔｏｒｓ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ａ．  １１０，  ２８１−３０７  （２０１３）
【００７７】
［非特許文献３７］  Ｄ．  ＭｃＣｏｕｌ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｒｅｃｅｎｔ  Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．  Ａｄｖ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．  Ｍａｔｅｒ．  ２，  １５００４０７  （２０１６）
【００７８】
本開示はイカの皮膚が持つ可視光領域や赤外領域の電磁波に対する様々な透過特性、反射特性、吸光特性に発想を得たマルチスペクトルスマート複合材料およびシステムを完全人工的に作製する方法およびその使用に関する実施例ある。多くの実施例において、このスマート複合材料およびシステムは前例のない特性を併せ持ち、そのため広い範囲の実用定期応用が見込まれる。多くの実施例において、スマート複合材料には、少なくとも１つ電磁波スペクトルの少なくとも一部波長域の透過率、反射率、および／または吸光度が可変なアクティブエリアが含まれ、さらに少なくとも次が構成に含まれる：  エラストマー基板とその上に成膜された自己組織化層。さらに必ず一層は基板と成るエラストマー素材とその一面を覆う自己組織化膜で構成される。また一部実施例においては、スマート複合材料およびシステムは少なくとも１つ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持ち、次が構成に含まれる：  エラストマー基板、その上に成膜された自己組織仮想、さらに自己組織化層の上に成膜された反射皮膜。運用の際は、例えば機械的な力を加えることで、エラストマー基板を伸長及び回復させることで、自己組織化膜の、例えば大きさや厚さと言った、物理的特性が変化することにより、複合材の表面モフォロジーが変化し、結果アクティブエリアの透過率、反射率、および／または吸光度が増えたり減ったりする。より詳細な説明が、電気的に活性な実施例を参考に下記で述べられる。
【００７９】
他の多くの実施例においては、変色可能複合材料を実現するのに、誘電性エラストマーで作られたアクチュエータを用いる。この実施例ににおいて、複合材料の中には最低１つ、誘電性エラストマーを電極で挟まれたキャパシタ構造の「デバイス」が組み込まれることに成る。このキャパシタの下の電極には面積が可変のプロトン、あるいはイオン導電性ポリマーを用い、その上に誘電性エラストマー素材を成膜し、その上にイオン導電性あるいはプロトン導電性ポリマーを成膜する（図２Ａ）。  またある実施例では、アクティブエリアの面積可変なプロトンあるいはイオン導電性電極と誘電性エラストマー基板、さらにプロトンあるいはイオン導電性ポリマーを用い、さらに上部電極の表面を反射材で覆う（図２Ｂと２Ｃ）。  多くの実施例では、アクティブエリアが求められる特性を持っている。求められる特性とは、要求駆動において適正な透過率や反射率と十分な柔軟性と耐久性、さらに特殊な導電性のことである。特殊な導電性とは、一部構成では電極と電極の間の基板が誘電体のため、電極間の短絡は無いが電極自体には大きな変形下でも高い導電性を有する。  多くの実施例では、アクチュエーターを動作させる前に、比較的小さいが大きさ可変のアクティブエリアを成膜する（例を図２Ｃの左に示す）。アクティブエリアの表面は再配置可能な反射性ミクロ構造（しわ）で覆われている（図２Ａ左と２Ｂ左）。この実施例では、アクチュエーターが動作することで材料あるいはシステムが伸長し厚みが減少することで吸収される光の量が変化する（図２Ｃ右）。さらに表面ミクロ構造の幾何学的形態が変化し光の反射料が相対的に変化する（図２Ａ右と２Ｂ右）。また、特別な反射材で表面を覆うことで設計者の望む駆動における反射率を上げる事を、多くの複合材料全体の構成で行う。
【００８０】
さらに、図２Ａには多くの実施例における３層構造のスマートデバイスの具体例を示している。このような実施例においては、アクティブ層に例えば可視光に対し高い透過性を示し、赤外線を吸収するアクリル系エラストマーを用いる。  さらにこの実施例においては、例えば高い伝導性を持ち、可視と赤外領域の両方で高い透過性を示すスルホン酸含有ペンタブロック共重合体をイオン伝導性電極として用い、基板の両面をこれで挟んだりする。これらの多く実施例において、アクチュエーター動作前のアクティブ層の表面は比較的小さい面積に比べ、ミクロ単位のシワのおかげで実行面積が大きくなっている（図１Ａ左）。このデバイスの厚みが赤外領域の吸光率を上げ、透過率を下げる。また、シワ構造が可視光に対する散乱効果で白い色を示す（図１Ｆ左）。またこれに対し、アクチュエータが動作するとデバイスの表面積が広がり、高さ方向の厚みと表面のシワが潰れる（図１Ｆ右）。この厚みの減少が赤外領域の吸光率を下げ、透過率を上げる。さらに表面のシワが平らになることにより、散乱効果が弱まり広い範囲の可視光が透過するようになる。以上の結果から、本提案の構造を用いることで赤外領域と可視光領域の両方で電磁波の特性を変化させることができる。
【００８１】
よって、これら多くの実施例において、本開示の適応的に透過／反射／吸光する材料およびシステムは次に述べる重要な特性を満たすことに成功している：  システムの駆動方法が簡単、動作温度が低い、駆動の調整が可能、光の入射角によらない動作、応答速度が早い、繰り返しの動作に耐えうる、パターニングや多次元化が可能、自律制御、機械的に丈夫である、作製方法が単純。多くの構成で、調整可能な材料は可視光領域で動作する。また多くの可変複合材料が赤外領域で動作する。  また多くの構成で、広い駆動、狭帯域両方に対応するシステムで必要な駆動にシステムを調整可能である。総じて、ほとんどの構成で動作駆動が可視光、近赤外、短波長赤外、中波長赤外、長波長赤外、遠赤外線のいずれか一つである。
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
【００８２】
本発明における多くの実施形態では、反射材料あるいはシステムによって構成されるアクティブエリアは、対応する駆動によって図３Ａから３Ｃに示されるいずれかの方法で作製される。一部の実施形態では、作製プロセスに誘電性エラストマーを作製するときに用いられるリソグラフィーを用いる。一部の実施形態においてはスマート材料及びシステムはセンチメートル単位の大きさで作られ、より実験室での作製が容易になり、測定も簡単になる。多くの実施形態において、透明でありながらほかは標準的な自己組織化特性を持つ電極はプロトンあるいはイオン伝導性ポリマーを用いて作られる。多くの実施形態において、透明で標準的な表面特性を持つ電極はスルホン酸含有ペンタブロック共重合体を用いて作られる（非特許文献３８、３９）。他の多くの実施形態においては、標準的な特性を持つ電極が本開示の適応性複合材料及びシステムに関するアクティブエリアを決定する。一部の実施例では、アクリル系エラストマーを電気活性な伸縮性のある基板用いる。この基板は任意の長さに基板を伸張できるホルダーに収められている。一部の実施例ではホルダーは基板を放射状に伸長することが可能である。他、電気的に複合材料を駆動させてたい実施例においては、伸縮性のある基板はサポートフレームに収められる。ともあれ、多くの実施例において最も基本的な本発明の実施例にあるアクティブエリアを持つ適応材料は、まず伸縮性導体を長さを任意に変化させられるサポートに、伸長した状態でとりつけられる。基板が伸張された状態で最低一面に自己組織化膜を成膜し、基板をにかかった負荷の、少なくとも一部を取り除くことで基板を元に戻すと自己組織化膜に覆われた基板表面にミクロ構造が形成される（図３Ａ）。多くの実施例において、本発明の実施例に含まれるアクティブエリアを持つ適応材料の作製方法は、まず伸縮性基板を長さを任意に変化させられるサポートに、伸張した状態でとりつけ、両面に自己組織化膜を取り付けたあと、基板にかかった負荷の少なくとも一部を解放することで、材料に覆われた表面にミクロ構造が形成される（図３Ａ）。
【００８３】
［非特許文献３８］  Ｊ．  Ｈ．  Ｃｈｏｉ，  Ｃ．  Ｌ．  Ｗｉｌｌｉｓ，  Ｋ．  Ｉ．  Ｗｉｎｅｙ，  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−ｐｒｏｐｅｒｔｙ  ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｉｎ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｐｅｎｔａｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ．  Ｊ．  Ｍｅｍｂ．  Ｓｃｉ．  ３９４−３９５，  １６９−１７４  （２０１２）
【００８４】
［非特許文献３９］  Ｙ．  Ｆａｎ，  Ｍ．  Ｚｈａｎｇ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｍｏｏｒｅ，  Ｃ．  Ｊ．  Ｃｏｒｎｅｌｉｕｓ，  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，  ａｎｄ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｏｆ  ｇａｓ，  ｌｉｑｕｉｄ，  ａｎｄ  ｉｏｎｓ  ｗｉｔｈｉｎ  ａ  ｐｅｎｔａｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ．  Ｊ．  Ｍｅｍｂ．  Ｓｃｉ．  ４６４，  １７９−１８７  （２０１４）
【００８５】
多くの実施例において、適応材料及びシステムは化学的及び構造的に特殊な反射性コーティングをアクティブエリアに施すことで、使用目的に最適化された特性を各駆動で示すように設計される。例えば、一部の実施例においては、図３Ｂに示される構造を使い、広い範囲の赤外線をアクティブエリアは反射するよう設計される。これらの実施例においては、アルミ（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）や他の金属、あるいはこれらを組み合わせた薄膜が電子ビーム蒸着法を用いてプロトンあるいはイオン伝導性上部電極の上に成膜される。この上部電極は予め伸張された伸縮性基板（例えばアクリレートポリマー基板）の上に接着される。この伸縮性基板は必要に応じて予め表面に何も成膜されていないボトム電極が付けられている。他の実施例においては、狭い駆動の赤外線を反射することのできるアクティブエリアが図３Ｃに示される方法を用いて作製される。この実施例においては、伸張された伸縮性基板の上のトップ電極表面にブラッグスタックを形成するため、酸化チタン（ＴｉＯ２）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）といった追加の薄膜が電子ビーム蒸着法によって成膜される。
【００８６】
多くの実施例において、アクティブエリア作製は伸張された基板のテンションを少なくとも一部解くことで、システム全体のアクティブエリア表面にミクロ構造（しわ）を構成することで完成される。  このミクロ構造は表面の幾何学的構造を変化させることで、少なくともひとつのサイズスケールにおいて１０  ｎｍから１００  μｍのスケールまで変化させることができる。  多くの実施例において、スケーラブルな作製工程全体を通して、少なくとも一面に図２Ａ−２Ｃに示される構造のアクティブエリアをもつ複合材料およびシステムはマルチスペクトルにあるいは赤外領域に特性を適応させられう機能を備える。
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
【００８７】
図４Ａ−４Ｇは本研究の実施例である一面がマルチスペクトルに透過率、反射率可変なアクティブエリアの適応性複合材料を機械的に伸張した様子を示している。  多くの実施例において、伸長前にアクティブエリアは伸長後と比べ小さい面積と大きい厚みを持っており、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）でその様子を観察すると、表面に向きも大きいさもバラバラなミクロスケールのミクロ構造・シワが形成されている事が分かる（図４Ａ  左  挿入図）。  具体的にＡＦＭの図から伸長していない基板の表面粗さ（ＲＭＳ）は  ５６４  ±  １６  ｎｍ  で、シワの高さが  １．５  から  ２．５  μｍ、幅が４００  ｎｍ  から  ８００  ｎｍであった。（図４Ａ  左  挿入図）
【００８８】
図４Ｂから４Ｄはこれらの実施例における可視光から近赤外幸までの光学特性を示した。図４Ｂ（左上）は駆動前の様子をしめしており、デジタルカメラからの外観と複合材料下においたロゴより小さいアクティブエリアが不透明であることが分かる。  このときの透過スペクトルより、駆動前の複合材料は平均で７３．９  ±  ０．１％  （図４Ｂ  左下  実線）という高い透過率と１９．３  ±  ０．３％  という中程度の反射率、６．８  ±  ０．４％という低い吸光度を示す。  さらに、この実施例における複合材料は１．２  ±  ０．３％という低い正透過率に対し、  ７２．７  ±  ０．４％と拡散透過率が支配的で、拡散透過率に対する正透過率の比は  〜  ０．０２  である（図４Ｂ  左下）。  図４Ｅから４Ｇは本特許の実施例における複合材料の近赤外から遠赤外までの電磁波に対する分光特性を示している。図４Ｅ（左上）は駆動前の様子を示しており、シワの出来た複合材料が、例えば赤外線カメラで撮った見かけ上２６℃の手からの熱放射が周囲の熱にまぎれてしまうように、赤外線（熱線）の殆どを阻害している様子が分かる。  このときの赤外分光特性より駆動前の複合材料が平均で２７．６  ±  １．１％（図４Ｅ  左下  実線）と中程度の透過率、１０．４  ±  １．１％（図４Ｆ  左下  実線）という低い反射率、６１．９  ±  １．２％（図４Ｇ  左  実線）の高い吸光度を持つことが分かる。  さらに、この実施例における複合材料は１９．９  ±  １．０％とうい高い正透過率に対し、７．７  ±  ０．１％という低い拡散透過率を示し、拡散透過率に対する正透過率の日は  〜  ２．５  であった（図４Ｅ  左下）。
【００８９】
これに対し、多くの実施例においては、複合材料を駆動させる（伸張する）とアクティブエリアの厚さが小さくなる一方、面積が大きくなる。ＳＥＭやＡＦＭの画像からわかるように、表面のシワが伸ばされ２次元の不規則な形のミクロサイズ集合体が形成されることがわかる。具体的には、ＡＦＭの画像から分かる表面粗さ（ＲＭＳ）が１５  ±  １  ｎｍ  で集合体の高さは２０  ｎｍ  から  ６０  ｎｍに及び、幅が３００  ｎｍから１  μｍだった（図４Ａ  右  挿入図）。
【００９０】
駆動前の可視光及び赤外線の光学特性と比べ、図４Ｂに示す複合材料の駆動後で表面が「ならされた」状態の光学特性はより高い透過率をアクティブエリアは示し、このことはデジタルカメラで撮影したデバイス下にあるロゴが視認しやすくなっていることからも確認できる。  駆動・伸張させた複合材料の透過スペクトル（可視光から近赤外）平均の透過率は  ９１．７  ±  ０．２％  と駆動前より高く、反射率は  ９．３  ±  ０．２％と低く（図４Ｃ  右  実線）、吸光度は無視できるほど小さくなる。  この実施例における伸張状態の複合材料の正透過率は９０．２  ±  ０．２％なのに対し、拡散透過率は１．５  ±  ０．１％と低く、拡散透過率に対する正透過率の比は〜６０であった（図４Ｂ  右下  実線）。  これらの結果から、本特許の多くの実施例において複合材料を伸張することにより、全体の吸光度はひと桁以上小さくなる一方、拡散透過率に対する正透過率の比は３桁以上大きくなった。  これは、いかなる理論にも拘束されないが、複合材料の表面構造がシワがある状態から平らな状態へと劇的に変化するためと思われる（図４Ａ）。
【００９１】
駆動前の近赤外から遠赤外の光学特性と比べ、図４Ｅに示す複合材料の駆動後で表面が「ならされた」状態だと赤外線に対する阻害がヘリ、このことは赤外線カメラで撮影したデバイス下にある見かけ上〜  ３０℃の手が視認しやすくなっていることからも確認できる（図４Ｅ  右上）。この時の赤外スペクトルは高い平均透過率  ５３．５  ±  ０．６％（図４Ｅ  右下  実線）、低い平均反射率５３．５  ±  ０．６％（図４Ｆ  右  実線）、中程度の平均吸光度１３．４  ±  ０．２％（図４Ｇ  右）。  この実施例における伸張状態の複合材料の赤外線に対する正透過率は４８．８  ±  ０．５％なのに対し、拡散透過率は４．７  ±  ０．５％と低く、拡散透過率に対する正透過率の比は〜１０．４であった（図４Ｇ  右）。  これらの結果から、本特許の多くの実施例において複合材料を伸張することにより、全体の赤外線の吸光度は半分になり、これはいかなる理論にも拘束されないが、おそらく複合材料の実効厚みが小さくなるためであり、拡散透過率に対する正透過率の比は４倍大きくなり、これは、いかなる理論にも拘束されないが、おそらく複合材料の表面構造がシワがある状態から平らな状態へと変化するためである（図４Ａ）。
【００９２】
全体を通して多くの実施例における、伸張による複合材料の表面状態の変化は安定しており、早く、完全に可逆であり、劇的かつ安定したミクロ構造に対するコントロールが可能である。  結果、機械的な駆動により、可視から遠赤外までの電磁波に対する光学特性がコントロールが可能になる。  本開示における一部実施例において複合材料は、広帯域に対する可変カモフラージュプラットフォームに利用される。
【００９３】
図５Ａ−５Ｏは本開示の実施例に従い（図３Ｂ，  ５Ａ）、アクティブエリア表面をコーティングした広波長反射材（アルミ、銅など）の機械的駆動時の様子である。多くの実施例において、機械的に駆動させる前の複合材料のアクティブエリアは駆動後と比べ小さい面積と大きい厚みを持っていることと、表面全体にミクロサイズの３次元的シワが張り巡らさることが、デジタルカメラからの画像（図５Ｂ  左  破線はアクティブエリアの領域を示している）と、光学顕微鏡写真（図５Ｃ  左）、走査型電子顕微鏡画像（図５Ｄ左）からわかる。  この駆動前のアクティブエリアの赤外スペクトル（図５Ｅ−５Ｇ）から平均の反射率が７１  ±  （３）  ％（図５Ｅ  左）で、平均の透過率が＜  １  ％と低く（図５Ｆ  左）、平均吸光度が２８  ±  （２）  ％（図５Ｇ左）と中程度であることが分かる。  さらに、シワのできた（駆動前の）アクティブエリアが正反射率が２３  ±  （１）％と低く、拡散反射率が４８  ±  （２）％と支配的で、拡散反射率に対する正反射率の比が  〜  ０．５であることが分かる（図５Ｅ  左）。  
【００９４】
これに対し、可変反射複合材料のアクティブエリアは機械的に駆動した際、面積が大きくなり、厚みが小さくなることと、表面のシワが平らになり擬似的に２次元のドメインを形成することがデジタルカメラの画像（図５Ｂ  右  破線はアクティブエリアの領域を示している）と光学顕微鏡写真（図５Ｃ  右）、走査型電子顕微鏡写真（図５Ｄ  右）からわかる。  このときアクティブエリアの赤外スペクトルから平均の反射率が増加し９６  ±  （１）  ％となり（図５Ｅ  右）、平均の透過率が  ＜  １  ％と低く（図５Ｆ  右）、平均の吸光度が  ３  ±  （１）  ％と小さい事が分かる（図５Ｇ  右）。  さらに、平坦なアクティブエリアの正反射率は大きく増大し８８  ±  （３）  ％となると同時に、拡散反射率が８  ±  （２）  ％と小さくなり、拡散反射率に対する正反射率の比が  〜１１であることが分かる（図５Ｇ  右）。  これらのことから、機械的に駆動せることにより本開示の複合材料のアクティブエリアの（表面状態の変化により）拡散反射スペクトルと（厚みの変化により）吸光度が約１桁以上変化することが分かる。  よって、多くの実施例において、伸張により可変反射材料及びシステムのミクロ構造に変化と、近赤外から遠赤外までの広い駆動に対する反射率（及び吸光度）を操作することができる。
【００９５】
図６Ａ−６Ｄは本開示の実施例の一つ（図３Ｃと６Ａ）アクティブ層の一つに（ブラッグ反射器）狭帯域赤外線反射皮膜を施した適応性複合材料の駆動（放射状の伸張）したときの様子を示している。この実施例においては、反射ピーク波長（λｐｅａｋ）を得るために赤外反射層にブラッグ反射器（ＴｉＯ２  とＳｉＯ２  薄膜の厚さを  λｐｅａｋ／（４＊ｎＴｉＯ２）  と  λｐｅａｋ／（４＊ｎＳｉＯ２）に設定する。ここで，  ｎＴｉＯ２    ｎＳｉＯ２  屈折率を表す）を実現している。多くの実施例において、この手法は３、４、および５  μｍ  の波長を反射ピークにもつ赤外反射領域にの可変性を備える（図６Ｃ）。多くの実施例において、狭帯域可変赤外反射アクティブエリアの光学特性はひずみに対して、広帯域可変赤外反射のそれと同じ様に変化する。したがって多くの実施例において、駆動前の狭帯域可変赤外反射アクティブエリアはミクロ構造と比較的厚いアクティブエリアを持つ（図６Ａ左）。駆動前の狭帯域可変赤外反射アクティブエリアの赤外スペクトルは波長３  μｍにおいてピーク正反射率３４  ±  （３）  ％を持ち、そのときの全反射率は８  ±  （１）  ％と低く拡散反射率が２６  ±  （２）  ％と支配的であり、２つの比は〜０．３である（図６Ｂ左）。しかし、駆動後平らになり駆動前と比較して厚みの減ったアクティブエリアの赤外スペクトル波長３  μｍにおいてより高いピーク全反射率５５  ±  （７）  ％を示し、そのときの正反射率は２９  ±  （５）  ％と大きく増加し、拡散反射率は２６  ±  （２）  ％とほとんど変わらない（図６Ｂ右）。一般的に、特定波長における全反射率はひずみに応じて増加する（このとき全吸光度は減少する）（図６Ｄ）。興味深いことに、反射率のうち正反射率は増加するのに対し、拡散反射率は変化しない（図６Ｄ）。  さらに、このときのアクティブエリアの特性変化は可逆であり１００回の繰り返し駆動に対してもほとんど性能に影響はなかった（図６Ｅ）。したがって、多くの実施例においてひずみを生じさせる駆動が本開示における可変反射材料およびシステムのアクティブエリアは特定の狭波長帯域、例えば赤外線、の反射率を直接変化させる。
【００９６】
図７Ａ−７Ｘは、本発明の実施例における誘電体エラストマーアクチュエーターを用いたマルチスペクトル透過率および反射率が可変なアクティブエリアを一つ持つスマート複合材の作製工程、電気的駆動、および電気機械的特性を示している。おおくの実施例において、電気的に駆動するスマート複合材料は図３Ａ（作製前工程）および７Ａ（最終工程）の模式図に従い作製される。このとき、誘電エラストマー層を２つのプロトンあるいはイオン伝導性薄膜で挟み、調整可能なサポートホルダーを通じて導線に繋がれている。これら多くの実施例において、両側の薄膜に電圧を加えることで誘電性エラストマーに静電気力が加わり、これによりアクティブエリアの厚みが素早く小さくなる（図７Ｂ）（非特許文献４０−４１）。多くの実施例において、加えた電圧に対するデバイスの面内ひずみは指数関数的に増加し、最大値〜  ３．８  ｋＶで２１４  ±  １１％を示す（図７Ｃ）。さらに、多くの実施例において、デバイスの応答速度（１サイクル中に面内ひずみが１０％から９０％に変化するまでの時間と定義した）は５７０  ±  ８０  ｍｓと比較的早く、０．５  Ｈｚの周期で行われた繰り返し駆動（最大電圧〜  ３．５  ｋＶ  および最低電圧０  ｋＶ）に対しても値が変化しなかった（図７Ｄ）。
【００９７】
［非特許文献４０］Ｊ．  Ｂｉｇｇｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ａｎｄ  Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ．  Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ５２，  ９４０９−９４２１  （２０１３）
【００９８】
［非特許文献４１］  Ｆ．  Ｃａｒｐｉ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  （Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，  ２０１６）
【００９９】
図７Ｅは本開示におけるスマート複合材料を電気的に駆動する様子と駆動による光学特性の変化を示している。よって、図７Ｅ（左）より、  実施例におけるデバイスのアクティブエリアは電気的駆動前は比較的小さく不透明であることが、図下に示した通常のデジタルカメラ画像において駆動前のアクティブエリアで覆われたが絵画の一部を覆い隠している様子からもわかる。いかなる理論に拘束されるものではないが、実施例における駆動前のデバイスが不透明なのは、シワの形成された状態において正透過率が非常に小さいためと考察される。電気的駆動によって、実施例におけるアクティブエリアは大きくなり（引き伸ばされ）より透明になる。このことは、図下に示した通常のデジタルカメラ画像において絵画の駆動された（引き伸ばされた）アクティブエリアに覆われた部分のほとんどが視認できることからもわかる（図７Ｅ  右）。  いかなる理論に拘束されるものではないが、実施例における駆動後のデバイスが透明なのは、平らな状態において正透過率が劇的に向上するためと考察される。多くの実施例において、本開示のスマート複合材料における可視光に対する外観の変化は完全に可逆であり、数百回の駆動に対しても特性は変化しない。
【０１００】
図７Ｆは本開示におけるスマート複合材料を電気的に駆動する様子と駆動による赤外線透過特性の変化を示している。よって、図７Ｆ（左）より、  実施例におけるデバイスのアクティブエリアは電気的駆動前は比較的厚さが大きく、デザイナーによる熱を遮断する素材で作られたシルエットカットの下においた熱源からの赤外放射（熱）を、上を覆う実施例のデバイスは遮断しており周囲の熱にまぎれてしまう様子が赤外線カメラ画像からわかる。いかなる理論に拘束されるものではないが、実施例における駆動前のデバイスが赤外線に対し不透明なのは、シワの形成された状態において赤外線の透過率が比較的低く、吸光度が高いためと考察される。しかし、電気的駆動後は、同デバイスのアクティブエリアは伸長されることで薄くなり、間にシルエットがある熱源からの赤外線の一部を透過するようになることでシルエットが周囲の熱から浮き上がって確認できるようなることが、赤外線カメラ画像からわかる（図７Ｆ  右）。いかなる理論に拘束されるものではないが、実施例における駆動後のデバイスが赤外線に対し透明なのは、平らな状態において赤外線の透過率が高くなり、吸光度が下がったためと考察される。多くの実施例において、本開示のスマート複合材料における熱的外観の変化は完全に可逆であり、数百回の駆動に対しても特性は変化しない（図７Ｇ）。そのため、多くの実施例において、本開示のスマート複合材料を用いたデバイスは電気的に駆動できる広帯域波長対応の迷彩基板として用いられる。
【０１０１】
図８Ａから８Ｄは本開示の実施例における、誘電性エラストマーアクチュエーター構成の中に広帯域赤外反射皮膜を施したアクティブエリアを一つ用いたスマート複合材料の電気的駆動の様子を示している。多くの実施例によると、このアクティブエリアは電気的駆動前は比較的に小さいシワを形成した状態を持つのに対し（図８Ａ  左）、電気的駆動後は平らな表面を持つ（図８Ａ  右）。多くの実施例において、面内ひずみは加えた電圧に対し指数関数的な依存を示し、電圧〜  ３．５  ｋＶのとき最大ひずみ〜  ２３０  ％を示す（図８Ｂ）。  加えて、多くの実施例において、面内ひずみは加えた電圧の周波数に対し明確な依存性示す。  たとえば様々な方形波（最小値０  ｋＶ、最大値  ３．２  ｋＶ）を加えたとき、周波数０．０５  Ｈｚから２  Ｈｚにかけて、面内ひずみは１８１  ±  （１１）  ％から８５  ±  （５）  ％まで小さくなった後１１０  ±  （５）  ％まで再び増加する（図８Ｃ）。さらに、多くの実施例において、前述の０．５  Ｈｚの方形波を加えたとき、アクティブエリアの応答速度（最大ひずみの１０％から９０％まで増加する時間と定義される）は伸縮速度がそれぞれ５５．８  ±  （１．６）  ％／ｓおよび５６．８  ±  （０．８）  ％／ｓとかなり早いため（図８Ｄ）７２０  ±  （５０）  ｍｓであり、このときアクティブエリアを駆動するのに用いられたエネルギーは１サイクル当たり〜  ＞  ８  Ｊ／ｍ２と計算される。本発明の広帯域赤外線反射不マート複合材料が示す性能指標は、アクリル系誘電エラストマーと従来のイオンヒドロゲルや、カーボングリス、あるいはナノワイヤー複合電極を用いたものと比較して同じあるいはそれ以上である。
【０１０２】
図９Ａ−９Ｅは本開示の多くの実施例における多次元スマートシステムの赤外線反射特性を電気的に操作する様子を示している。  これらの多くの実施例において、本開示の赤外線反射スマートシステムは複数のそれぞれ分離されたアクティブエリアで構成される。このとき、アクティブエリアは個別に操作できる「ピクセル」として機能する。図９Ａおよび９Ｂは上記システムの２つの例：  単一ピクセル（１ｘ１）および３ｘ３の９ピクセル配列、に熱流束を入射させた様子の模式図と赤外線カメラ画像である。ここで、それぞれのピクセルはアルミ皮膜の施してある、アクティブエリアが一つの赤外線反射スマート複合材料であり、市販の赤外線カメラ（波長域が７．５から１４  μｍ）によって容易に観測できる。図９Ａ（左）に示した電気的駆動前のシステムを代表する単一ピクセルのアルミ皮膜が施された部分はまわりの基板と比べて〜  ３．６  °Ｃの明らかな温度差をもつ。  いかなる理論に拘束されるものではないが、これはおそらく電気駆動前は反射のうち拡散反射が支配的だからと考察される。これと比べ、電気駆動後の同じシステム（図９Ａ  右）においては、おそらく反射のうち正反射が支配的なため、アクティブエリアと周りの基板の温度差はさらに広がり〜  ６．８  °Ｃとなる。特にここで観測された本開示におけるスマートシステムの見かけ上の温度の変化は素早く、安定しており、複数回に渡るＯＮ／ＯＦＦサイクルに対し完全に可逆である。
【０１０３】
もう一つ例として、本発明の実施例における代表として３ｘ３ピクセル配列システムの模式図と赤外線カメラ画像を図９Ｂ−９Ｅに示す。１ｘ１の単一ピクセル類似体と似て、より大きな配列になっても個別に駆動させたアクティブエリアとまわりの基板間における見かけ上の温度差に関しては類似する性能指標を示す（図９Ｂおよび９Ｅ）。加え、本開示における多次元の赤外線反射スマートシステムのより複雑な運用に対しても各ピクセル領域における見かけ上の温度は素早くかつ同時に変化する（図９Ｂおよび９Ｅ）。例えば、本発明の実施例における３ｘ３配列の多次元ピクセルの内７つを様々な組み合わせで駆動することにより、”Ｕ”や“Ｃ”、”Ｉ”といったアルファベット文字を「書く」ことができる（図９Ｂ）。したがって、多くの実施例において、ここで説明した多次元的赤外線反射スマートシステムは一般的に１ミリ以下のピクセルサイズを持つ高解像度アドバンスドディプレイの作製方法（非特許文献４２）を応用する余地がある。
【０１０４】
［非特許文献４２］  Ｓ．  Ａｋｂａｒｉ，  Ｈ．  Ｒ．  Ｓｈｅａ，  Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  ａｒｒａｙ  ｏｆ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  ａｃｔｕａｔｏｒｓ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｕｎｉａｘｉａｌ  ｓｔｒａｉｎ  ｔｏ  ｓｔｒｅｔｃｈ  ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  ｃｅｌｌｓ．  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．  Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．  ２２，  １−１２  （２０１２）
【０１０５】
多くの実施例において、本開示の赤外線反射スマート複合材料およびシステムは外部入力無しに動作することができる。図１０Ａ−１０Ｂはそのような多くの実施例における自律型赤外線反射スマート複合材料およびシステムの例を示している。この例においては、単一のアルミ皮膜アクティブエリアを持つ電気的駆動システムが遠隔で別に熱されている温度センサーに繋がれている。こうすることで遠くの熱情報を変換しながら不要なクロストークを防ぐことができる。この例において、温度センサーが〜  ２６  °Ｃを示すとき、自律システムはアクティブエリアにミクロ構造（シワ）を形成し、アクティブエリアとまわりの未修飾基板間の見かけ上の温度差は〜  ３．４  °Ｃである（図１０Ａ）。    温度センサーの温度が〜  ３４  °Ｃに変化すると、システムのアクティブエリアは（初期状態と比べ）１８  ±  （５）  ％伸長し、アクティブエリアとまわりの未修飾基板間の見かけ上の温度差は〜  ３．８  °Ｃまで上昇する（図１０Ａ）。センサーの温度が更に〜  ４２  °Ｃまで上昇すると、アクティブエリアは（初期状態と比べ）３５  ±  （６）  ％も平たく伸長され、未修飾基板に対する見かけ上の温度差は〜  ４．０  °Ｃまで上昇する（図１０Ａ）。センサーの温度を追加で〜  ４８  °Ｃまで上昇すると、アクティブエリアは（初期状態と比べ）７４  ±  （３）  ％も平たく伸長され、未修飾基板に対する見かけ上の温度差は〜  ４．４  °Ｃ  まで上昇する（図１０Ａ）。よって、多くの実施例において、センサーの動作範囲である＞  ２０  °Ｃの範囲で本開示の自律型赤外線反射スマート複合システムは可逆で安定したアクティブエリアの大きさ（及び見かけ上の温度）変化を、より詳細には非線形型の変化、を示す（図１０Ｂ）。
【０１０６】
多くの実施例において本開示の反射型スマート複合材料およびシステムは光学的に隠れること（例えば赤外線反射システムの場合、可逆的に赤外線映像から隠れること）ができる。．図１１は本開示の実施例におけるスマート材料およびシステムの赤外線迷彩機能を示している。このとき、システムは泳ぐイカの複雑な外形をしたアルミ皮膜アクティブエリアを持ち、周りをヒーターで温めた状態で赤外線カメラにより撮影した。図１１に示した構成において、電気的に駆動する前はイカの外形をしミクロ構造（シワ）を形成したアクティブエリアは比較的小さく、周囲の温度と比べ無視できる程度の温度差しか示さない。これにより、赤外線カメラ画像からわかるようにイカの外見は  〜  ３５  °Ｃある周りの温度に溶け込んでしまっている。これに対し、電気的に駆動した後はイカの外見をしたアクティブエリアは伸長され平らになり（図１１）、まわりと比べ見かけ上の温度差が〜  ２  °Ｃになり赤外線カメラの画像からもはっきり認識できるようになる（図１１）。多くの実施例で、本開示の実施例におけるスマート複合材料およびシステムの迷彩機能は、視覚的観測のもと変化が早く、複数回におよぶ繰り返し動作に対し完全に可逆である。
【０１０７】
よって、多くの実施例では、本開示の実施例におけるマルチスペクトルスマート複合材料およびシステムは前例のない特性と機能の組み合わせを有している。さらに、多くの実施例における完全人工的なスマート複合材料およびシステムは頭足類が生まれ持つ多くの能力を可視域から赤外領域までの電磁波スペクトルに対し再現した。同様に、本開示の複合材料及びシステムは電磁波スペクトルのどの波長域に対しても機能できるよう調整できる。複合材料およびシステムを任意の電磁波スペクトル波長域で動作させるには、アクティブエリア表面の反射皮膜材料を変えるあるいは無くすことで実現される。多くの実施例における、本開示のスマート複合材料およびシステムは作製が簡単であり、他のシステムに容易に組み込む余地がある。    これらの多くの実施例における、本開示のスマート複合材料およびシステムは誘電性エラストマーを使った人工筋肉や空圧を利用した自動システム、  エネルギー生成、スマート光学および他の分野においても有用である。多くの実施例における、本開示のスマート複合材料およびシステムは自立型ポータブル／ウェアラブル体温調節テクノロジーを実現可能にする。
【実施例】
【０１０８】
次の例は、当業者に本発明の作製方法および運用方法の参考にもらう実施例であり、当発明の請求範囲を限定するものではなく、また行った実験がこれらだけであることを主張するものでもない。実験の数値データ（量、温度など）は正確性に細心の注意を払っているが、実験の不確かさやばらつきは考慮されるべきである。  特に断りがない場合、部とは重量部であり、分子量とは平均分子量であり、温度の単位は摂氏であり気圧が大気圧下あるいそれに近い気圧下での値である。
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。
【０１０９】
三層の複合材料及びデバイスはそれぞれ図３Ａおよび７Ａの模式図に示された手順で作製された。はじめに、中心層になるアクリル系エラストマー（ＶＨＢ  ４９０５，  ３Ｍ）を自家製の大きさを変えられるホルダーに取り付け面内方向に〜  １，６００％（初期状態に対する面積比）まで伸長した。次に別途用意した長方形型（機械的駆動用で縦横の長さが〜  ３．６  ｃｍおよび〜  ３．６  ｃｍ）  あるいは丸形（電気的駆動用で半径が〜  １  ｃｍ）のスルホン酸含有ペンタブロック共重合体を上部および下部電極として中心層のアクリル系エラストマーの両面にはりつけた。機械的駆動の場合、一部完成したデバイスにおける長方形型の可視域光学特性可変アクティブエリアを初期の辺の長さに対しから〜  ４０  ％収縮させた。  電気的駆動の場合、一部完成したデバイスの一部を電線として用いる線形の共重合体薄膜で覆った後、丸形型の可視域光学特性可変アクティブエリアを半径方向に〜  ４０  ％収縮させた。完成した材料及びデバイスは必要に応じて物理的、機械的、電気的、可視および／もしくは赤外領域の光学特性の実験に用いられた。
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。
【０１１０】
複合材料は通常のリソグラフィー技術を用いて作製された。まず自己組織化電極を成膜する。市販のペンタブロック共重合体（ＮＥＸＡＲＴＭ，  Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ＬＬＣ）を６インチ径のシリコンウェーハ（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｗａｆｅｒ）上にスピンコートし、その後６０  °Ｃまで加熱しアフターキュアを行う。皮膜の必要ない下部電極の場合共重合体はそのままサポート基板から剥離し、アルミ皮膜の必要な上部電極の場合、Ａｎｇｓｔｒｏｍ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ＥｖｏＶａｃの電子ビーム蒸着器を用いて２０  ｎｍ  のアルミ薄膜を蒸着した後にサポート基板から剥離した。次に、伸縮性基板としてアクリル系エラストマー（ＶＨＢ  ４９０５，  ３Ｍ）を自家製の大きさを変えられるホルダーに取り付け面内方向に〜  １，６００％（初期状態に対する面積比）まで伸長した（ただし、センサーを内蔵した材料については伸長を１１００  ％にとどめた）。次に丸形あるいは長方形型の電極を伸長されたアクリル系エラストマー表面に下部電極として貼り付け、丸形あるいは長方形型のアルミ皮膜つき電極を伸長されたアクリル系エラストマー表面に上部電極て押して貼り付けた。その後、機械的実験用には、一部完成した複合材料を、長方形型自己組織化電極の辺の長さに関して、自家製ホルダーを用い〜  ４０  ％収縮した。次に、電気的実験用には、一部完成したデバイスを線形の電極リード用自己組織化膜で覆い、丸形の電極の半径方向に関して〜  ４０  ％収縮させた後、誘電性エラストマーに合わせたサポートフレームに移し替えた。完成した複合材料及びデバイスは必要に応じて物理的、機械的、電気的、可視および／もしくは赤外領域の光学特性の実験に用いられた。
Ｅｘａｍｐｌｅ  ３．    Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｗｉｔｈ  ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ａｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ  ｆｅａｔｕｒｉｎｇ  ａ  ＴｉＯ２／ＳｉＯ２  Ｂｒａｇｇ  ｓｔａｃｋ実施例３．  ＴｉＯ２／ＳｉＯ２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。  
【０１１１】
複合材料は通常のリソグラフィー技術を用いて作製された。市販のスルホン酸含有ペンタブロック共重合体（ＮＥＸＡＲＴＭ，  Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ＬＬＣ）を６インチ径のシリコンウェーハ（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｗａｆｅｒ）上にスピンコートし、その後６０  °Ｃまで加熱しアフターキュアを行う。  次に、伸縮性基板としてアクリル系エラストマー（ＶＨＢ  ４９０５，  ３Ｍ）を自家製の大きさを変えられるホルダーに取り付け面内方向に〜  １，６００％（初期状態に対する面積比）まで伸長した。次に、長方形型の自己組織化電極を上部および下部電極としてアクリル系エラストマーにはりつけた。  その後、酸化チタン（ＴｉＯ２）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）の交互層がＴｉＯ２／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２  の順にＡｎｇｓｔｒｏｍ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ＥｖｏＶａｃ  ｓｙｓｔｅｍを用いて電子ビーム蒸着法で成膜された。０．５４３  μｍ．ここで、３  μｍに反射ピークを持つものを作製する場合、ＳｉＯ２の厚みは０．５６０  μｍでＴｉＯ２の厚みは０．５６０  μｍ；  ４  μｍに反射ピークを持つものを作製する場合、ＳｉＯ２の厚みは０．７４７  μｍでＴｉＯ２の厚みは０．４３５  μｍ；  ５  μｍに反射ピークを持つものを作製する場合、ＳｉＯ２の厚みは０．９３３  μｍ  でＴｉＯ２の厚みは０．５４３  μｍであった。  ．最後に駆動実験用に、一部完成したシステムは長方形型電極の辺の長さに関して〜  ３７．５  ％収縮された。    完成した複合材料及びデバイスは必要に応じて物理的、機械的、電気的、可視および／もしくは赤外領域の光学特性の実験に用いられた。
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。  
【０１１２】
多次元システムは実施例１の単一アクティブエリア複合材料と似た方法で作製された。一方で、まず、実施例１のアクティブエリアを複数並べた配列をデザインする必要があった。一つの例では、３かける３で９つ実施例１のアクティブエリアを持つ配列がデザインされた。このとき、２つのアクティブエリアの中心距離は〜  ２．７  ｃｍであり、縁端距離は〜  ２．０  ｃｍだった。ここで、アクティブエリア間の距離は実験室での作製を容易にし、ｋＶ単位の電圧に対してデバイス間のクロストークを最小に抑えるよう選ばれた。    次に、デザインにしたがい、９個の（３  ｘ  ３）で等間隔に円形の開口部がアクリル系エラストマーサポートフレーム上にＥｐｉｌｏｇ  Ｆｕｓｉｏｎレーザーカッターを用いて開けられた。続いて、次を構成に含む９つのアクティブエリアが実施例１に従いアクリル系サポートフレームの開口部に作製された：  未修飾のスルホン酸含有ペンタブロック共重合体下部電極、アクリル系エラストマー基板、およびアルミ皮膜付きスルホン酸含有ペンタブロック共重合体上部電極最後に、スコッチテープで覆われたアルミホイル電気リードが配列内の各アクティブエリアに接続された。これらの手順で図７Ｃに示したの多次元配列は作製され、物理的、機械的、電気的、可視および／もしくは赤外領域の光学特性の実験に用いらた。
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。
【０１１３】
システムは実施例１と似た手法を用いて作製された。まず、イカの外形のマスクをＲｅｙｎｏｌｄｓＴＭの冷凍庫紙からＥｐｉｌｏｇ  Ｆｕｓｉｏｎレーザーカッターを用いて切り出した。次に、マスクは、適応した形のアルミ皮膜付きおよび皮膜なしのスルホン酸含有ペンタブロック共重合体を切り出すのに使われた。次に、これらの電極は実施例１における手法を用いて図９に示したシステムを作製するのに使用された。完成した複合材料及びデバイスは必要に応じて物理的、機械的、電気的、可視および／もしくは赤外領域の光学特性の実験に用いられた。
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。
【０１１４】
本開示の複合材料およびシステムにおけるアクティブエリアは、アクティブエリアに面内方向の伸長／開放を行うのに用いた自家製サイズ可変ホルダーを用いて、機械的に駆動した。機械的駆動中は、特に記載がない限り、長方形型アクティブエリアの辺の長さに関して〜  ６６．７％まで伸長され、〜  ４０  ％まで収縮することで初めの状態に戻した。    ＴｉＯ２／ＳｉＯ２  ブラッグスタックを用いたスマート複合材料およびシステムの機械的駆動中は、特に記載がない限り、長方形型アクティブエリアの辺の長さに関して〜  ６０％まで伸長され、〜  ３７．５  ％まで収縮することで初めの状態に戻した。これらの手順は実験を通して厳守された。
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。．
【０１１５】
三層構造のデバイスは硬いフレームに支えられた状態で電気的に駆動された。すべての実験をお通して、デバイスは、Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＤＳ３４５ファンクションジェネレータ、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＯＰＡ  ５４８  オペアンプ、およびＥＭＣＯ  Ｅ８０高電圧アンプを用いて作製された自家製の高圧電源に繋がれていた。Ｔｈｅ  ａｒｅａｌ  ｓｔｒａｉｎ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｄｕｒｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｃｔｕａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｖｏｌｔａｇｅｓ  ｗａｓ  ｒｅｃｏｒｄｅｄ  ａｎｄ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ  ａｃｃｏｒｄｉｎｇ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｅｑｕａｔｉｏｎ様々な電圧で電気的に駆動したときの面内方向ひずみは次の式を用いて計算された：
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。
【０１１６】
独立および多次元設計両方の赤外線反射スマート複合材料は独自に改良した電子機器を用いて電気的に駆動した。全ての実験をとおして、複合材料およびシステムは、ＤＳ３４５ファンクションジェネレータ（Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）、ＯＰＡ  ５４８オペアンプ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、およびＥ８０高電圧アンプ（ＥＭＣＯ）を用いた自家製の高圧電源に繋がれていた。多次元配列の測定の際は、システムは更に、多次元配列を個別に操作可能にする、９つのスイッチ（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ）を用いたスイッチコントロールシステムに繋がれていた。得られた電気的特性はＱｕｉｃｋＴｉｍｅ  ＰｌａｙｅｒとＭＡＴＬＡＢ（登録商標）ソフトパッケージを用いて解析した。全てのケースにおいて、測定は少なくとも３つの複合材料に対して複数回行われた。．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。
【０１１７】
赤外線反射スマートシステムは実験者の入力操作無しに、内蔵されたセンサーの信号から自律的に駆動した。すべての実験を通して、システムは単三電池２つで駆動するＴＭＰ３６内蔵温度センサー（Ａｎａｌｏｇ）、ＯＰＡ  ５４８オペアンプ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、およびＥ８０高電圧アンプ（ＥＭＣＯ）を用いた自律駆動システムに繋がれていた。この構成において、センサーの出力電圧はローカル温度を変数とし以下の式関係で決まっていた：
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．
【０１１８】
熱迷彩機能を示すため、赤外線反射スマートシステムは様々なローカル温度環境下におかれた。全ての実験をとおして、複合材料およびシステムは、ＤＳ３４５ファンクションジェネレータ（Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）、ＯＰＡ  ５４８オペアンプ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、およびＥ８０高電圧アンプ（ＥＭＣＯ）を用いた自家製の高圧電源に繋がれていた。任意のローカル温度を保つため、システムは〜  ３５  °Ｃの温度を維持した平面上におかれた。得られた電気的特性はＱｕｉｃｋＴｉｍｅ  ＰｌａｙｅｒとＭＡＴＬＡＢ（登録商標）ソフトパッケージを用いて解析した。全てのケースにおいて、実験は３つシステムに対し個別に複数回行うことで確認した。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
【０１１９】
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するエネルギーは既存論文の手法を用いて計算された。計算を簡単にするため、伸縮性基板は理想的な並行平板キャパシタであり、エラストマー基板は理想的絶縁体（リーク電流がなく、電極の抵抗に影響を受けない）であると仮定した。例として、図６Ａに示したスマート複合材料を代表として、０．５  Ｈｚ（最小値０  ｋＶ、最大値  ３．２  ｋＶ）の方形波を用いて駆動し、計算をした。電圧を加えた後の（ｔ  〜  １  ｓ）複合材料の静電容量（Ｃ）は次の式より表される：
【化１】
2021518572.tif 000003
ここで、εｒは３Ｍ−ＶＨＢ  ４９０５誘電性エラストマーの比誘電率（〜  ４．７）、ε０は電気定数（〜  ８．８５４×１０−１２Ｆ／ｍ）、Ａはアクティブエリアの電気駆動後の面積（〜  ６．５×１０−５ｍ２）、ｄは電気駆動後のエラストマー基板の予測厚み（〜  ２．６×１０−５）である。この計算式から導かれるシステムの静電容量は〜  １０４  ｐＦだった。  これより、システムに蓄えられるエネルギー量（Ｅ）は以下の式より表される：
【化２】
2021518572.tif 000004
ここでＣは静電容量（〜  １０４  ｐＦ）、Ｕは加えた電圧である（３．２  ｋＶ）。この式より計算される蓄積エネルギー（Ｅ）は〜  ５．３×１０−４Ｊであり、システム／材料のアクティブエリア面積当たりの蓄積エネルギー（ＥＡ）は５．３×１０−４Ｊであった。
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。
【０１２０】
三層構造のデバイスは機械的駆動前と後でスペクトル特性を測定された。複合材料およびデバイスの全透過率、拡散透過率、全反射率、および拡散反射率は、直径〜  ２．１  ｃｍのサンプルポートを持つＰＩＫＥ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｍｉｄ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ積分球を含む、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを用いて測定された。複合材料およびデバイスのアクティブエリアは、駆動前の状態と駆動後の状態共にサンプルポートを覆うのに十分な大きさを有していた。測定はＰｉｋｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓの標準拡散金を反射板として較正し、１２°の入射角で行われた。電磁波スペクトルの可視域に対して全透過率、拡散透過率、  全反射率、および拡散反射率を得るために、アクティブエリアはＪａｓｃｏ  Ｖ６７０  ＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ  スペクトルメーターを用いて測定された。これにはＪａｓｃｏ  ＩＬＮ−９２５  １５０  ｍｍ  積分球が搭載されており、透過モードの場合は長さ〜  ０．９  ｃｍ、幅〜  １．３  ｃｍの長方形型サンプルポート、反射率モードの場合は〜  １．６  ｃｍ角の正方形型サンプルポートが用いられた。複合材料およびデバイスのアクティブエリアは、駆動前の状態と駆動後の状態共にサンプルポートを覆うのに十分な大きさを有していた。  Ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｗｅｒｅ  ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ  ａｔ  ｎｏｒｍａｌ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ｉｎ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｍｏｄｅ  ａｎｄ  ａｔ  ａｎ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ５°  ｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅ，  ａｎｄ  ｗｅｒｅ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ  ｔｏ  Ｊａｓｃｏ  Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ  ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｓ  ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ．測定はＪａｓｃｏ  Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎの標準反射板を基準に、透過率のときは入射角度０°で、反射率の場合は入射角度５°で測定を行った。正透過率は次の式をもとに計算した：
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赤外線スペクトル測定。
【０１２１】
赤外線反射スマート複合材料の赤外線スペクトルは駆動前と駆動後を改良されたホルダーを用いて測定された。拡散反射率、全反射率、および前透過率を得るのに複合材料およびシステムは、直径〜  ２．１  ｃｍのサンプルポートを持つ上部開口Ｍｉｄ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ積分球（Ｐｉｋｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を搭載したＦｒｏｎｔｉｅｒ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ  （ＦＴＩＲ，  Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ）を用いて測定された。赤外線反射複合材料およびデバイスのアクティブエリアは全ての実験を通して、駆動前の状態と駆動後の状態共にサンプルポートを覆うのに十分な大きさを有していた。測定は拡散金反射板（Ｐｉｋｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を基準に、入射角度１２°、波長域を１．５から１５  μｍで行われた。これらの測定において、正反射率は次の式（非特許文献４３）をもとに計算された：
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）
【０１２２】
正反射率の角度依存性を得るために、赤外線反射スマート複合材料およびシステムは、１０度固定反射測定アクセサリー（１０Ｓｐｅｃ，  Ｐｉｋｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）あるいは角度可変反射アクセサリー（ＶｅｅＭＡＸ  ＩＩＩ，  Ｐｉｋｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、共に直径〜  １  ｃｍのサンプルポートを持つ、を搭載したＦｒｏｎｔｉｅｒ  Ｏｐｔｉｃａ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ  （ＦＴＩＲ，  Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ）  を用いて測定された。全ての測定をとおして、用いられた赤外線反射複合材料およびデバイスのアクティブエリア、駆動前の状態と駆動後の状態共にサンプルポートを覆うのに十分な大きさを有していた。測定は拡散金反射板を基準に様々な角度、波長域１．５から１５μｍの範囲で行われた。    全てのケースにおいて、特に記載がない限り、測定は各材料またはシステムに対し少なくとも３回行われ、このときの室温は〜  ２３  °Ｃで相対湿度は〜  ４９  ％であった。    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。
マルチスペクトルスマート複合材料の物理的測定
【０１２３】
薄膜のナノスケール表面状態は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定された。高さおよび位相画像は  一般的なスキャン速度０．２  Ｈｚ／ｓで、Ａｓｙｌｕｍ  Ｃｙｐｈｅｒ原子間力顕微鏡を用いて測定された。表面のミクロ構造画像はＦＥＩ  Ｑｕａｎｔａ  ３Ｄ  ＦＥＧ走査型電子顕微鏡を用いて測定された。ＡＦＭデータはＧｗｙｄｄｉｏｎ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
【０１２４】
赤外線反射スマート複合材料およびシステムの物理的特性は駆動前と駆動後の両方で測定された。システム全体の表面モルフォロジーはＡｘｉｏＣａｍ  ＭＲｃ５  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃａｍｅｒａ  （Ｚｅｉｓｓ）を搭載したＡｘｉｏ  Ｉｍａｇｅｒ  Ａ１Ｍ  光学顕微鏡  （Ｚｅｉｓｓ）  を用いて測定された。複合材料およびシステムの局所的な表面モフォロジーはＸＬ−３０  ＦＥＧ走査型電子顕微鏡（Ｐｈｉｌｉｐｓ）    を用いて測定された。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、それぞれ最低５回は行われた。
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
【０１２５】
デジタイルカメラ画像用にはＰｏｗｅｒＳｈｏｔ  ＳＸ５２０  ＨＳ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃａｍｅｒａ  （Ｃａｎｏｎ）  の写真および動画を用いた。赤外線カメラ画像用には、波長域７．５  μｍ  から  １４  μｍのカラーパレットを備えたＣ２  ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｃａｍｅｒａ  （ＦＬＩＲ）  の画像および動画を用いた。動画はＦＬＩＲソフトウェアパッケージを用いたコンピュータへのライブストリーミングとＩｃｅｃｒｅａｍ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｒｅｃｏｒｄｅｒソフトウェアパッケージの録画機能を用いて得られた。  Ｔｈｅ  ａｒｅａｌ  ｓｔｒａｉｎ  ｗａｓ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｉｍａｇｅｓ／ｖｉｄｅｏｓ  ａｃｃｏｒｄｉｎｇ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｅｑｕａｔｉｏｎ面内方向ひずみは画像／動画から次の式を用いて計算された：
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
【０１２６】
本発明に関する本明細書は、明示化と明細化を目的に書かれたものである。発明を明細書の内容に限定するものはなく、説明を参考に様々な改良や多様性を認めるものである。実施例は発明の原理および実用的な応用方を説明するために選ばれた。本明細書は当該者が実用的な運用に合わせて本発明を様々な実施例で利用および実践することを可能にするものである。  本発明における請求の範囲は後述に定義される。
【図１】
2021518572.tif 000005
【図２Ａ】
2021518572.tif 000006
【図２Ｂ】
2021518572.tif 000007
【図２Ｃ】
2021518572.tif 000008
【図３Ａ】
2021518572.tif 000009
【図３Ｂ】
2021518572.tif 000010
【図３Ｃ】
2021518572.tif 000011
【図４Ａ】
2021518572.tif 000012
【図４Ｂ】
2021518572.tif 000013
【図４Ｃ】
2021518572.tif 000014
【図４Ｄ】
2021518572.tif 000015
【図４Ｅ】
2021518572.tif 000016
【図４Ｆ】
2021518572.tif 000017
【図４Ｇ】
2021518572.tif 000018
【図５Ａ】
2021518572.tif 000019
【図５Ｂ】
2021518572.tif 000020
【図５Ｃ】
2021518572.tif 000021
【図５Ｄ】
2021518572.tif 000022
【図５Ｅ】
2021518572.tif 000023
【図５Ｆ】
2021518572.tif 000024
【図５Ｇ】
2021518572.tif 000025
【図５Ｈ】
2021518572.tif 000026
【図５Ｉ】
2021518572.tif 000027
【図５Ｊ】
2021518572.tif 000028
【図５Ｋ】
2021518572.tif 000029
【図５Ｌ】
2021518572.tif 000030
【図５Ｍ】
2021518572.tif 000031
【図５Ｎ】
2021518572.tif 000032
【図５Ｏ】
2021518572.tif 000033
【図６Ａ】
2021518572.tif 000034
【図６Ｂ】
2021518572.tif 000035
【図６Ｃ】
2021518572.tif 000036
【図６Ｄ】
2021518572.tif 000037
【図６Ｅ】
2021518572.tif 000038
【図７Ａ】
2021518572.tif 000039
【図７Ｂ】
2021518572.tif 000040
【図７Ｃ】
2021518572.tif 000041
【図７Ｄ】
2021518572.tif 000042
【図７Ｅ】
2021518572.tif 000043
【図７Ｆ】
2021518572.tif 000044
【図７Ｇ】
2021518572.tif 000045
【図８Ａ】
2021518572.tif 000046
【図８Ｂ】
2021518572.tif 000047
【図８Ｃ】
2021518572.tif 000048
【図８Ｄ】
2021518572.tif 000049
【図９Ａ】
2021518572.tif 000050
【図９Ｂ】
2021518572.tif 000051
【図９Ｃ】
2021518572.tif 000052
【図９Ｄ】
2021518572.tif 000053
【図９Ｅ】
2021518572.tif 000054
【図１０】
2021518572.tif 000055
【図１１】
2021518572.tif 000056
【国際調査報告】
2021518572.tif 000057