单一种手性液晶弹性体中颜色与声音的集成光声联觉转换

《Small》:Monolithic Opto-Acoustic Synesthetic Transduction of Color and Sound in a Single Chiral Liquid Crystal Elastomer

【字体: 时间:2026年06月12日 来源:Small 12.1

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   摘要 手性液晶弹性体(CLCEs)通过可调的光子带隙被广泛用于结构颜色的调制,但其功能主要局限于光学响应。在这里,我们介绍了一种光声手性液晶弹性体执行器(OA-CLCEA),它将CLCEs重新定义为固

  

摘要

手性液晶弹性体(CLCEs)通过可调的光子带隙被广泛用于结构颜色的调制,但其功能主要局限于光学响应。在这里,我们介绍了一种光声手性液晶弹性体执行器(OA-CLCEA),它将CLCEs重新定义为固有的多模态换能器,能够在单一的柔软材料层内同时实现颜色调制和声音生成。在静态直流电场的作用下,麦克斯韦应力会导致材料厚度压缩并减小手性周期,从而实现连续的、波长分辨的结构颜色调节;而在交流电场的作用下,膜会振动产生20 Hz至20 kHz范围内的可听声音。值得注意的是,麦克斯韦应力中的固有直流-交流交叉效应使得光学波长和声学频率能够同时且独立地被控制,从而在单一材料系统中实现真正的正交调制。与基于异质结构的传统多模态平台不同,OA-CLCEA通过统一的机电机制同时充当光子调制器和声学发射器。这种一体化设计简化了设备结构,同时实现了紧凑性和电编程能力,并建立了一种材料级的光声转换策略。这些结果进一步表明CLCEs是一个未被充分探索的主动声学发射平台,并为可重构的多模态设备和联觉人机接口提供了可扩展的途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在本文的补充材料中找到。

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