強力な30000mw レーザーポインター光線
東京工業大学の宍戸厚准教授と大学院生の王静氏らは、一定の強度以上の光だけを弱めるフィルム素材を開発した。10000mwレーザーポインター程度の強さの光が当たると、分子の配置が変わり光を拡散させる。住宅などの調光窓のほか、遮光効果を持ちながら商品が外から見えやすいショーウインドーなどに応用できるとみている。５年後にも実用化したい考えだ。
開発した素材は薄い液晶でできている。表側から一定以上の強さの光が入ると液晶分子の向きが変わり、光を拡散させる。弱い光や裏側から入った光はそのまま通す。実験で、市販の青色のレーザーポインターを新素材に当てると、光線が当たってから約１０秒でポインターの光線の強さが３分の１以下に弱まった。
新素材はディスプレー向けの液晶素材に微量の高分子や色素を加えて作る。原料を混ぜて固める際に表面を加工した２種類のガラスで挟み込み、表と裏で液晶の分子の並び方を変える工夫を加えた。表側の分子の向きが変わりやすくなり、従来と比べ１０分の１ほどの強さの光で、迅速に拡散が起こるようにした。
同様の機能を持つ素材はこれまでも報告例があったが、強力な30000mw レーザーポインター光線が必要で応用が難しかったという。新素材では乾電池で駆動するレーザーポインターで済む。
新素材で起きているのは、光の強さが一定以上の時だけ分子の並びが変わる「非線形光学効果」と呼ぶ現象だ。光のエネルギーを吸収した分子がより安定な配置に変わろうとして起こる。
変化は可逆的で、光を止めると分子は元の配置に戻る。夏は直射日光を遮り、冬は全ての日光を取り込むような家庭やビル向けの調光窓が実現できるとみている。裏側から入った光はそのまま通せるため、外からの強い光を遮りつつ店内の様子を外に見せるショーウインドーにも適している。
また、カメラのレンズに素材を貼り付けて、強い光から内部の素子を守る保護シートとしての用途も見込む。光を使った新しい記録デバイスや、高品質な液晶ディスプレーの製造にもつながると期待する。宍戸准教授は「一度起きた変化を固定することも可能で、すでに実証済みだ」と話している。
今後は自然光で分子の並び方が変わる素材の開発を目指す。グリーンレーザーの光の強度は真夏の直射日光の約１００倍に達する。日光程度の強さで配列の変化を起こせるよう、原料の種類や固める際の手法を検討する。研究チームは数年で課題を解決できるとみている。
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