雷克萨斯和VIAVI解决方案破解代码Bioinspired颜色| 2018-01-08

纵观历史,人类试图模拟在自然界发现的惊人的颜色。当你看到发出的明亮的橙色和银色的蓝色霓虹灯利乐鱼或一只蜂鸟的多变和鲜艳的色彩,并不是由于自然尺度或皮肤的色素沉着。这些生物包含一个独特的和无色的奈米结构反映或吸收某些波长的光来创建所谓的“结构色”。

寻求创造bioinspired颜色反映颜色的纯度和亮度在自然界发现的不仅仅是一个科学或艺术的追求,也是一个经济问题。全球品牌不断利用物理和材料科学的突破创造尖端设计,特效和区分颜色,提高其产品的价值。汽车行业尤其是利用独特的颜色和效果来吸引挑剔的汽车购买者愿意支付溢价的豪华车型。最近,雷克萨斯LC灵感系列的发布版本在2017年10月与一个非常独特的蓝色油漆的颜色称为结构性蓝色。的起源有光泽的结构性蓝色被闪闪发光的激励了许多年前,彩虹闪蝶的翅膀。

结构颜色一直在挑战重建商业卷由于独特的天然材料结合交替模式可以产生适量的反射或吸收的颜色。这些设计通常反映了95 - 100的特定波长的光,创造深,丰富的颜色(图1)。今天的汽车颜色通常反映出50 - 60的光,和颜料制造商难以达到的纯度级别的本质——直到现在。

图1”结构颜料反映目标波长的近100%。

Debasish Banerjee,博士物理学家一直在调查自2005年以来,结构性色彩用于汽车涂料。他Minjuan张的领导下工作,拥有物理电子学博士学位,并运行这些努力在雷克萨斯研究安阿伯市密歇根。的团队已经研究结构颜色几年来,和Banerjee加入了组织,帮助推进工作。

”如何通过结构光颜色的基本性质,它们改变从一种颜色到另一个,当我们从不同的角度看他们——这真是一个很酷的功能结构颜色,”巴纳吉说。“然而,雷克萨斯想创建一个非常独特的和生动的效果,最小的颜色转变。这是我们必须克服的最大挑战。”

经过15年的发展和无数小时的跨许多专家合作,全球研究小组终于破解代码结构的颜色,与专业合作pigment-maker VIAVI解决方案。在一起,他们开发了“全向”结构颜色不会改变,当从不同角度观察。车漆的纯蓝色产生液态金属效果高色(颜色强度)和触发器(明亮的脸,黑暗的斜的颜色)。因为雷克萨斯LC颜色与其他可用在今天的汽车工业,它已经好评如潮。

利用物理、化学和光学结构颜色

Banerjee向纳米光子学的方法来创建一个结构与很少或没有角度依赖性或颜色的颜色。

“最初我从光子学研究进展发生在电信行业。他们正在宽带、angle-independent或全向,不改变他们的一维光子晶体反射带在不同角度的红外波长区域,”Banerjee指出。

使用一个内部仿真模型,他试验了高和低指数材料找出一对可以反映同一波长的光从各个视角结合时成多层结构。Banerjee最后落在使用钛和氧化铪,利用两者之间的最佳折射率差。虽然效果非常接近大自然,它要求31层的材料来创建,使它不适合作为一个汽车油漆颜料的应用程序。

2009年,Minjuan章子怡和她的团队开始与VIAVI合作解决方案开发nonshifting和全向结构颜色。除了作为一个全球领先的光学过滤器为电信、消费电子产品、公司ChromaFlair而闻名^®干涉颜料用于汽车非凡选择油漆颜色,包括限量版2006丰田Scion xB。

在一起,这两家公司解决挑战来简化复杂的设计。基于与VIAVI讨论,Banarjee和张修改后的色素层架构适合VIAVI的生产需求。添加一个铝层是为了提高反射率和提供隐藏,最终减少色素层31至7。VIAVI团队生产的原型会成为突破性OMNI蓝色颜料用于创建结构展示汽车的蓝漆。汽车涂料的设计评审相信管理雷克萨斯和VIAVI继续支持。

色素是一个巨大的里程碑,同时使一个完全新的色素,兼容是一个汽车漆系统是另一个。张与雷克萨斯的油漆设计集团工作了一年在日本实现第二个目标。分散的结构颜料水性漆终于意识到,与日本合作汽车涂料和油漆在日本东洋铝业。美国和日本团队一起工作,完成结构蓝色汽车油漆,首次亮相在雷克萨斯LC模型在2016年日内瓦车展。它变成了一个即时的感觉。