Θέλατε ποτέ να αλλάξετε το χρώμα του δέρματός σας όπως ένα καλαμάρι, για να μπερδευτείτε με το περιβάλλον σας; Θα ήταν ένα χρήσιμο ταλέντο, χωρίς αμφιβολία, για το napping κατά τη διάρκεια των βαρετών συναντήσεων.
Τα καλαμάρια και τα χταπόδια είναι μερικά από τα μοναδικά ζώα στη Γη με αυτή τη μοναδική ικανότητα, την οποία μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να κρύψουν από τα αρπακτικά στο ωκεάνιο πάτωμα. Χρησιμοποιώντας τους μύες τους, επεκτείνουν ή εκθέτουν σακούλες χρωστικών ουσιών στο δέρμα τους για να επιτύχουν ένα συγκεκριμένο χρώμα ή μοτίβο. Μπορούν επίσης να υφασματοποιήσουν το δέρμα τους κατά βούληση, πηγαίνοντας από ομαλό σε ρυτιδωμένο ή κυματιστό.
Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Κονέκτικατ έχει βρει έναν τρόπο να αναπαράγει αυτή τη διαδικασία αλλαγής χρωμάτων και υφής. Μπορεί να μην σας βοηθήσει να μπερδευτείτε στην καρέκλα γραφείου σας, αλλά θα μπορούσε να σας βοηθήσει να δημιουργήσετε νέες τεχνολογίες, όπως οθόνες με αντιθαμβωτική προστασία, ενσωματωμένη κρυπτογράφηση, παράθυρα απορρήτου και ακόμη και ρούχα για αλλαγή χρώματος.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον επιστήμονα υλικών Luyi Sun και τον συνάδελφό του Songshan Zeng, καθώς και ο συνεργάτης τους Dianyun Zhang, δημιούργησε υλικά που μπορούν να αλλάξουν χρώμα, υφή και διαφάνεια. Τα υλικά επωφελούνται από την ιδιότητα που ονομάζεται «μηχανχρωμός», ή αλλαγή χρώματος λόγω της εφαρμογής μηχανικής δύναμης.
"Έμαθα ότι μερικά καλαμάρια, μπορούν να αλλάξουν το δέρμα τους μυς για να αποκαλύψουν ή να αποκαλύψουν μερικές από τις χρωστικές που είναι ενσωματωμένες στο στρώμα του δέρματος τους", λέει ο Sun. "Είπαμε" Ω, αυτό είναι κάτι που μάλλον μπορούμε να μιμηθούμε. "
Η ομάδα δημιούργησε ένα υλικό δύο στρωμάτων - ένα άκαμπτο φιλμ από πολυβινυλική αλκοόλη και σύνθετο άργιλο πάνω από ένα πιο ελαστικό στρώμα πυθμένα πολυδιμεθυλοσιλοξανίου (PDMS) ενσωματωμένο με βαφή. Το ανώτερο στρώμα αναπτύσσει μικροσκοπικές ρωγμές και κορυφογραμμές όταν τεντωθεί. το υλικό αποκαλύπτει τότε τι είναι κάτω. Αυτή η ρύθμιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία υλικών που πηγαίνουν από διαφανή σε αδιαφανή, γίνονται πιο φωταύγεια, ή να αλλάζουν τελείως το χρώμα.
Δημιούργησαν επίσης ένα υλικό με ένα άκαμπτο άνω φιλμ πολυβινυλικής αλκοόλης, χωρίς το σύνθετο άργιλο, σε ένα κάτω στρώμα PDMS. Όταν εκτίθεται σε υγρασία, το υλικό ρυτίδες, σαν τα ανθρώπινα δάχτυλα μετά από μια μακρά κολύμβηση. Αυτός ο ρυτίδωση μπορεί να είναι μηχανικός ώστε να είναι αναστρέψιμος ή μη αναστρέψιμος.
Αυτές οι τεχνολογίες έχουν αρκετές πιθανές εφαρμογές, λέει ο Zeng. Η μηχανχρωμική τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει έξυπνα παράθυρα που φαίνονται ξεκάθαρα στην κατάσταση ηρεμίας, αλλά μπορούν να γίνουν αδιαφανή όταν τεντωθούν, δημιουργώντας άμεση ιδιωτικότητα. Θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μιας νέας γενιάς οπτικών, παιχνιδιών ή ακόμα και ρούχων. Η τεχνολογία ρυτίδων που ανταποκρίνεται στην υγρασία θα μπορούσε να είναι χρήσιμη και για την πραγματοποίηση οθονών αντιθαμβωτικού υπολογιστή, tablet και smartphone. Η μη αναστρέψιμη τεχνολογία συσκότισης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για κρυπτογράφηση - ένα μήνυμα ενσωματώνεται στο υλικό που μπορεί να παρατηρηθεί μόνο όταν υγρανθεί και μπορεί να εξαφανιστεί αμέσως μετά την ανάγνωσή του, το στυλ James Bond.
Τα βασικά υλικά είναι όλα αρκετά χαμηλού κόστους και η διαδικασία δημιουργίας της τεχνολογίας αλλαγής χρώματος και υφής είναι πολύ απλή, λέει η Sun. Σχεδιάζει να συνεργαστεί με τις βιομηχανίες για να παρουσιάσει περισσότερες εφαρμογές πραγματικού κόσμου για το υλικό στο εγγύς μέλλον. Τα επόμενα βήματα θα είναι η βελτίωση και επέκταση της τεχνολογίας. Αυτή τη στιγμή η αλλαγή χρώματος πρέπει να ενεργοποιηθεί από το υπεριώδες φως. η ομάδα θα ήθελε να την αναπτύξει ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε είδος φωτός. Ενδιαφέρονται επίσης για τη χρήση διαφορετικών ερεθισμάτων εκτός από τη μηχανική δύναμη για να κάνουν τις αλλαγές χρώματος και υφής, ίσως δημιουργώντας ένα υλικό που μπορεί να μεταβληθεί από την αλλαγή θερμοκρασίας, για παράδειγμα.
"Δουλεύουμε πολύ σκληρά τώρα για να βελτιώσουμε περαιτέρω και να κάνουμε πρόοδο, και έχουμε επιτύχει κάποια πραγματικά ωραία πρόοδο", λέει η Sun.
Η ομάδα παρουσίασε την έρευνά της στην 252η Εθνική Συνάντηση και Έκθεση της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας, που πραγματοποιήθηκε την περασμένη εβδομάδα στη Φιλαδέλφεια.
