Přáli jste si někdy, abyste mohli změnit barvu pleti jako chobotnice, aby se prolínaly s vaším okolím? Byl by to nepochybně užitečný talent pro zdřímnutí během nudných setkání.
Chobotnice a chobotnice jsou jediná zvířata na Zemi s touto jedinečnou dovedností, kterou mohou použít ke skrytí před predátory na dně oceánu. Pomocí svých svalů roztahují nebo vystavují v pokožce pigmentové pytle, aby dosáhli určité barvy nebo vzoru. Mohou také podle potřeby texturovat kůži, od hladké až po pomačkanou nebo zvlněnou.
Tým vědců z University of Connecticut nyní vymyslel způsob, jak replikovat tento proces změny barvy a textury. Možná vám to nepomůže zapadnout do židle, ale může pomoci vytvořit nové technologie, jako jsou obrazovky zabraňující oslnění, zabudované šifrování, okna soukromí a dokonce i oblečení pro změnu barvy.
Tým vedený materiálovým vědcem Luyim Sunem a jeho kolegou Songshanem Zengem, jakož i jejich spolupracovníkem Dianyun Zhangem, vytvořil materiály, které mohou změnit barvu, texturu a průhlednost. Materiály využívají vlastnosti zvané „mechanochromismus“ nebo změny barvy v důsledku působení mechanické síly.
"Dozvěděli jsme se, že některé chobotnice mohou změnit svaly své kůže, aby odhalily nebo odhalily některé pigmenty zabudované do jejich kožní vrstvy, " říká Sun. "Řekli jsme:" ach, to je něco, co bychom mohli napodobit. ""
Tým vytvořil dvouvrstvý materiál - tuhý film z polyvinylalkoholu a jílu složený na pružnější spodní vrstvu polydimethylsiloxanu (PDMS) zalitou barvivem. Horní vrstva při natahování vytváří drobné trhliny a hřebeny; materiál poté odhalí, co je níže. Toto nastavení lze použít k vytváření materiálů, které přecházejí od průhledných po neprůhledné, stávají se více luminiscenčními nebo zcela mění barvu.
Také vytvořili materiál s pevnou horní vrstvou polyvinylalkoholu, bez jílového kompozitu, na spodní vrstvě PDMS. Při vystavení vlhkosti se materiál po dlouhém plavání vrásní, podobně jako lidské prsty. Toto zvrásnění může být zkonstruováno tak, aby bylo reverzibilní nebo nevratné.
Tyto technologie mají několik potenciálních aplikací, říká Zeng. Mechanochromní technologie by mohla být použita k vytvoření inteligentních oken, která vypadají jasně v klidovém stavu, ale mohou být neprůhledná, když jsou natažena, čímž vytváří okamžité soukromí. Mohly by být také použity k vytvoření nové generace optických displejů, hraček nebo dokonce oblečení. Technologie vrásek reagujících na vlhkost by mohla být užitečná také pro výrobu počítačů, tabletů a chytrých telefonů s odleskem. K šifrování lze použít i ireverzibilní technologii vrásek - do materiálu je vložena zpráva, kterou lze vidět pouze při navlhčení, a po jejím přečtení lze okamžitě zmizet ve stylu Jamesa Bonda.
Všechny základní materiály jsou poměrně levné a proces vytváření technologie změny barvy a textury je poměrně jednoduchý, říká Sun. V blízké budoucnosti plánuje partnerství s průmyslovými odvětvími, aby pro tento materiál přijal více reálných aplikací. Dalším krokem bude vylepšení a rozšíření technologie. Právě teď musí být změna barvy aktivována UV světlem; tým by ji chtěl rozvíjet, aby mohl být použit v jakémkoli světle. Zajímají se také o použití různých podnětů kromě mechanické síly k tomu, aby došlo ke změnám barvy a textury, snad k vytvoření materiálu, který by mohl být změněn například změnou teploty.
"Právě teď opravdu tvrdě pracujeme na dalším zlepšování a pokroku a dosáhli jsme nějakého opravdu pěkného pokroku, " říká Sun.
Tým představil svůj výzkum na 252. národním setkání a výstavě americké chemické společnosti, které se konalo minulý týden ve Philadelphii.
