Група вчених з Нагойського університету розробила термічно перебудовуються гідрогелі, здатні змінювати своє забарвлення при зміні температури. Ці гідрогелі являють собою полімерний гель, допований технічним вуглецем (сажею). Результати роботи опубліковані в.
Для синтезу гідрогелів вчені розчинили N-ізопропілакриламід, частинки діоксиду кремнію та ініціатор полімеризації в диметилсульфоксиді. З отриманого гелю за допомогою гідроксиду натрію видалили частинки оксиду кремнію. В результаті утворився кінцевий продукт - пористий гідрогель з поліізопропілакриламіду, що являє собою якийсь аналог поводженого фотонного кристала з ближнім впорядкуванням структури.
Фотонні кристали - просторово-періодичні структури, діелектрична проникність яких промодульована з періодом, порівнянним з довжиною хвилі світла. Інакше кажучи, показник заломлення подібних матеріалів періодично змінюється в просторі з періодом, що допускає брегівську дифракцію. Простим прикладом прямого фотонного кристала є субмікронні полістирольні кульки, впорядковано розташовані на підкладці з іншого матеріалу. Також існують обертані фотонні кристали, що представляють собою впорядковані «дірки» в однорідному матеріалі.
Отриманий гідрогель в чистому вигляді неокрашений, однак, при додаванні невеликої кількості сажі (менше десятої частки вагового відсотка) під час синтезу, утворюється матеріал, здатний звернемо змінювати забарвлення при зміні температури гелю.
Забарвлення гідрогелів з'являється через некогерентне розсіювання світла, а його зміна при нагріванні викликана зміною ближнього порядку структури матеріалу. Важливою особливістю отриманих матеріалів є відсутність зміни забарвлення гелю під різними кутами огляду. За словами авторів, оскільки зміна кольору звернемо і відбувається в діапазоні від червоного до синього, подібні гідрогелі можна використовувати при створенні дисплеїв, ширококутних сенсорів, а також «» електронного паперу «».