Sekalaiset

Uusi keinotekoinen 'kameleonten iho' muuttaa väriä altistuessaan valolle, lämmölle

Uusi keinotekoinen 'kameleonten iho' muuttaa väriä altistuessaan valolle, lämmölle

Tutkijat ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka voi muuttaa väriä altistuessaan valolle, kuten kameleontin iho, avaten uusia teknisiä mahdollisuuksia mukautuvalle naamioinnille ja suurille dynaamisille näytöille.

Tutkijat luovat keinotekoisen kameleonten ihon

Cambridgen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka toimii kuin kameleonttien iho, vaihtamalla väriä valolle altistuessaan, mikä avaa oven joillekin innovatiivisille sovelluksille tekniikoissa, kuten mukautuva naamiointi ja suuret dynaamiset näytöt.

LIITTYVÄT: Nämä uudet elinsiirtopolymeerit jäljittelevät kameleiden ihoa

Materiaali käyttää pieniä kultapartikkeleita, jotka on päällystetty polymeerillä ja suspendoitu vesipisaroihin öljyssä. Raportoitu tällä viikolla lehdessä julkaistussa artikkelissa Kehittyneet optiset materiaalitTutkijat sanoivat, että kun uusi materiaali altistetaan lämmölle tai valolle, nämä vesipisarat niputtavat yhteen muuttaen materiaalin väriä valon voimakkuuden perusteella tai vastauksena lämpötilan muutosasteeseen.

Mekanismi ei ole toisin kuin kameleontit, seepiat tai muut eläinlajit, jotka käyttävät värinmuutosta puolustukseksi. Nämä eläimet käyttävät ns kromatoforit, jotka ovat ihosoluja, jotka on rakennettu kuiduilla, jotka voivat supistua siirtämään pigmenttejä ihossa. Levitettynä ihon värit näkyvät kokonaan. Kun se supistuu, se voi yhdistää läheisten pigmenttien kanssa eriväriseksi tai, jos se on täysin supistunut, se voi jopa tehdä solusta täysin läpinäkyvän.

Cambridgen tutkijoiden uusi materiaali saavuttaa samanlaisen vaikutuksen käyttämällä polymeerillä päällystettyjä kultakuituja, kun vesipisarat käyttäytyvät kuin kameleontin ihosolut.

Kun tutkijat nostavat materiaalin lämpötilan edellä 32 astetta, polymeerinanohiukkaset varastoivat joustavaa energiaa romahtamalla, karkottamalla kaiken pidättämänsä veden ja puristamalla yhteen. Jäähtyessään nanohiukkaset imevät sen sijaan vettä, levittäen itsensä toisistaan. Tämä prosessi voi tapahtua sekunnin murto-osassa.

"Nanohiukkasten lataaminen mikropisaroihin antaa meille mahdollisuuden hallita klustereiden muotoa ja kokoa, mikä antaa meille dramaattisia värimuutoksia", kertoo tohtori Andrew Salmon Cambridgen Cavendish-laboratoriosta ja paperin ensimmäinen kirjoittaja.

Nanohiukkasten väri riippuu geometriasta, jonka ne ottavat yhteen purkautuessaan. Kun ne ovat levinneet toisistaan, ne näyttävät punaisilta, kun ne kootaan yhteen, ne näyttävät enemmän tummansinisiltä. Vesipisarat voivat myös puristaa hiukkaset yhteen, jolloin ne näyttävät läpinäkyviltä, ​​kun ne varjostavat toisiaan.

Toistaiseksi tutkijat ovat pystyneet tuottamaan vain yhden kerroksen materiaalista, joten kerralla voi olla vain yksi väri. Mutta käyttämällä useita kerroksia ja erilaisia ​​nanohiukkasten geometrioita, eri värejä voitaisiin tuottaa, mikä tekee saadusta materiaalista paljon dynaamisemman kuin biologiset mekanismit, jotka inspiroivat sitä.

Tutkijat havaitsivat myös, että kun materiaali altistuu erilaisille valovoimille, nanohiukkaset voidaan saada 'uimaan' pitkin pintaa, joka - jos sitä hallitaan - voi muuttaa materiaalin väriä muuttamalla nanohiukkasten geometriaa .

"Tämä työ on suuri edistysaskel nanoskaalateknologian käyttämisessä biomimikriikan tekemiseksi", kertoi Sean Cormier. "Pyrimme nyt toistamaan tämän rulla-rulla-kalvoille, jotta voimme tehdä metrejä väriä vaihtavia arkkeja. Strukturoitua valoa käyttämällä aiomme myös käyttää valon laukaisemaa uintia pisaroihin. On todella jännittävää nähdä, mitä kollektiivista käyttäytymistä syntyy. "


Katso video: Lepuski Chills (Syyskuu 2021).