Czy kiedykolwiek marzyłeś o tym, aby zmienić kolor skóry jak kałamarnica, aby wtopić się w otoczenie? Byłby to niewątpliwie przydatny talent do drzemki podczas nudnych spotkań.
Kałamarnica i ośmiornica to jedne z niewielu zwierząt na Ziemi z tą unikalną umiejętnością, którą można wykorzystać, aby ukryć się przed drapieżnikami na dnie oceanu. Używając mięśni, rozszerzają lub eksponują worki z pigmentem na skórze, aby uzyskać określony kolor lub wzór. Mogą również dowolnie teksturować skórę, zmieniając kolor z gładkiego na pomarszczony lub pofałdowany.
Teraz zespół naukowców z University of Connecticut wymyślił sposób na odtworzenie tego procesu zmiany koloru i tekstury. Może nie pomóc wtopić się w krzesło, ale może pomóc w tworzeniu nowych technologii, takich jak ekrany przeciwodblaskowe, wbudowane szyfrowanie, okna prywatności, a nawet ubrania zmieniające kolory.
Zespół, kierowany przez materiałoznawcę Luyi Suna i jego współpracownika Songshana Zenga, a także ich współpracownika Dianyuna Zhanga, stworzył materiały, które mogą zmieniać kolor, teksturę i przezroczystość. Materiały wykorzystują właściwość zwaną „mechanochromizmem” lub zmianę koloru w wyniku przyłożenia siły mechanicznej.
„Dowiedzieliśmy się, że niektóre kałamarnice mogą zmieniać mięśnie skóry, aby ujawnić lub ujawnić niektóre pigmenty osadzone w ich warstwie skóry”, mówi Sun. „Powiedzieliśmy„ och, to prawdopodobnie moglibyśmy naśladować ”.”
Zespół stworzył dwuwarstwowy materiał - sztywną folię z alkoholu poliwinylowego i kompozytu gliny na wierzchu bardziej elastycznej dolnej warstwy polidimetylosiloksanu (PDMS) zatopionej w barwniku. Po rozciągnięciu w górnej warstwie powstają małe pęknięcia i grzbiety; materiał ujawnia to, co jest poniżej. Tego zestawu można używać do tworzenia materiałów, które przechodzą od przezroczystych do nieprzezroczystych, stają się bardziej luminescencyjne lub całkowicie zmieniają kolor.
Stworzyli również materiał ze sztywną górną warstwą alkoholu poliwinylowego, bez kompozytu gliny, na dolnej warstwie PDMS. Pod wpływem wilgoci materiał marszczy się, podobnie jak ludzkie palce po długim pływaniu. To marszczenie można zaprojektować tak, aby było odwracalne lub nieodwracalne.
Technologie te mają kilka potencjalnych zastosowań, mówi Zeng. Technologię mechanochromową można wykorzystać do stworzenia inteligentnych okien, które wyglądają wyraźnie w stanie spoczynku, ale mogą być nieprzejrzyste po rozciągnięciu, zapewniając natychmiastową prywatność. Można je również wykorzystać do stworzenia nowej generacji optyki wyświetlaczy zmieniających kolory, zabawek, a nawet odzieży. Technologia zmarszczek reagujących na wilgoć może być również przydatna przy tworzeniu ekranów komputerów, tabletów i smartfonów z powłoką przeciwodblaskową. Technologia nieodwracalnego marszczenia może być również wykorzystana do szyfrowania - wiadomość jest osadzona w materiale, który można zobaczyć tylko po zwilżeniu, i można sprawić, że zniknie natychmiast po przeczytaniu, w stylu Jamesa Bonda.
Wszystkie materiały podstawowe są dość tanie, a proces tworzenia technologii zmiany koloru i tekstury jest dość prosty, mówi Sun. Planuje nawiązać współpracę z branżami, aby w najbliższej przyszłości opracować więcej zastosowań tego materiału w świecie rzeczywistym. Kolejnym krokiem będzie poprawa i rozszerzenie technologii. W tej chwili zmiana koloru musi być aktywowana przez światło UV; zespół chciałby go rozwinąć, aby można go było stosować w dowolnym świetle. Są również zainteresowani wykorzystaniem różnych bodźców oprócz siły mechanicznej, aby dokonać zmian koloru i tekstury, być może tworząc materiał, który mógłby zostać zmieniony na przykład przez zmianę temperatury.
„Pracujemy teraz naprawdę ciężko, aby dalej ulepszać i robić postępy, i osiągnęliśmy naprawdę niezły postęp”, mówi Sun.
Zespół zaprezentował swoje badania na 252. krajowym spotkaniu i wystawie American Chemical Society, które odbyło się w zeszłym tygodniu w Filadelfii.
