Исследователи из США вдохновились способностью хамелеона менять свою расцветку и разработали гибкую «умную» кожу, которая меняет свой цвет в ответ на солнечные лучи и не деформируется/
Исследователи из Университета Эмори и Технологического
института Джорджии (США) вдохновились способностью хамелеона
менять свою расцветку и разработали гибкую «умную» кожу, которая
меняет свой цвет в ответ на солнечные лучи и не деформируется,
передает портал
EurekAlert!. Статья с результатами работы
опубликована в
журнале ACS Nano.
Чтобы изменить цвет кожи, хамелеон использует не пигменты, а
множество крошечных структур, известных как фотонные кристаллы.
Свет отражается от этих микроскопических поверхностей и «мешает»
другим лучам отраженного света, создавая определенный цвет.
Оттенок меняется, когда меняется расстояние между фотонными
кристаллами: например, когда хамелеон напрягается или
расслабляется. Если кристаллы расположены близко друг к другу
(например, когда животное находится состоянии покоя), они
отражают синий цвет. Когда же хамелеон напряжен (скажем, если
чувствует опасность), его кожа растягивается – и кристаллы
удаляются друг друга. В таком случае она приобретает различные
цвета от желтого до красного.
Чтобы наделить такой же способностью искусственную кожу, ученые
встроили фотонные кристаллы в гибкие материалы, такие как
гидрогели, и изменили их цвет, сжимая или расширяя материал, как
аккордеон. Однако большие колебания размера могут деформировать
«кожу». Исследователи из Университета Эмори и Технологического
института Джорджии хотели поближе познакомиться с кожей хамелеона
и использовать то, что они узнали, для создания «умной» кожи,
способной выдерживать напряжение.
Наблюдая за тем, как меняется кожа хамелеона, на фотографиях,
снятых в режиме тайм-лапс, исследователи заметили, что на самом
деле только небольшая часть клеток кожи содержит фотонные
кристаллы. Остальные клетки – бесцветны. Команда пришла к выводу,
что бесцветные клетки могут помочь приспособиться к напряжению,
когда фотонные кристаллы сжимаются и расширяются. Вдохновленные
этим наблюдением, исследователи создали образцы фотонных
кристаллов в гидрогеле, а затем встроили эти массивы во второй,
не меняющий цвет гидрогель, который выполнял роль поддерживающего
слоя. При нагревании полученный материал изменил цвет, и при этом
остался того же размера. «Умная» кожа также изменила свой оттенок
в ответ на естественный солнечный свет, подобно тому, как это
делает маленькая рыбка тетра.
Исследователи утверждают, что из нового материала можно делать
камуфляж, его можно использовать для сигнализации и борьбы с
контрафакцией.
[Фото: Adapted from ACS Nano 2019, DOI:
10.1021/acsnano.9b04231]
Источник: www.eurekalert.org
