Sukurta revoliucinė medžiaga, akimirksniu keičianti spalvas

Nauja inovacija medžiagų moksle atveria duris į lankstesnes ir pritaikomas sintetinės „odos“ kūrimo galimybes. Stanfordo universiteto tyrėjai pasiekė proveržį, sukurdami medžiagą, primenančią aštuonkojo odos gebėjimus – ji gali greitai transformuoti tiek savo spalvą, tiek tekstūrą.

Inovacija įkvėpta gamtos

Aštuonkojai yra vieni iš organizmų, kurie gamtoje žinomi dėl savo išskirtinio gebėjimo keisti odos spalvą ir tekstūrą. Tai padeda pasislėpti nuo plėšrūnų ar prisitaikyti prie aplinkos.

Šią savybę Stanfordo tyrėjai perkėlė į sintetinę, lanksčią polimerinę medžiaga. Ji, reaguodama į skysčius ir šviesą, gali formuoti skirtingus paviršiaus raštus bei atspalvius.

Kaip veikia medžiaga

Tyrėjai pasitelkė pažangų elektronų spindulio litografijos metodą, kuris paprastai naudojamas puslaidininkių gamyboje ir reaguoja su vandeniu. Ten labai tiksliai užrašo raštus polimerinėje plėvelėje.

Šiuo atveju plėvelė, esanti elektronų pluošte, gali būti reguliuojama. Būdama sausa, ji išlieka lygi ir vientisa, tačiau užmerkus ją vandenyje – paviršius „išsiskleidžia“ į smulkius raštus.

Papildomos metalinės plėvelės sluoksniai leidžia nustatyti skirtingas spalvas pagal tai, kaip šviesa atsispindi nuo medžiagos sluoksnių. O visa tai vyksta tuo pačiu metu.

Spalvinis efektas atsiranda dėl mikroskopinių struktūrų, kurios keičia šviesos atspindėjimą nuo paviršiaus. Keičiantis medžiagos tekstūrai, kinta ir tai, kaip šviesa lūžta bei atsispindi todėl žmogaus akis mano skirtingas spalvas.

Pritaikymas įvairus

Tokios medžiagos gebėjimas keistis yra ne tik įdomus mokslinis laimėjimas, bet ir turi keletą praktinių privalumų. Pavyzdžiui, ji gali būti naudojama kuriant dinamiško kamufliažo sprendimus, kurie prisitaikytų prie aplinkos realiu laiku. Taip pat ekranus ir išmanias paviršiaus tekstūras nešiojamiems įrenginiams.

Be to, numatytos galimybės robotikoje. Minkštuosiuose robotuose ši medžiaga padėtų ne tik prisitaikyti vizualiai, bet ir keisti paviršiaus savybes sąveikaujant su aplinka. Tai būtų svarbu pramonėje, medicinoje ir visur, kur svarbus tiesioginis prisitaikymas prie aplinkos sąlygų.

Tačiau iki tol reikės išspręsti keletą iššūkių. Mokslininkai kol kas rankiniu būdu turi reguliuoti vandens ir tirpiklio derinį, kad gautų reikiamus raštus ir spalvas. To atsisakyti ateityje padės kompiuterinės regos sistema, kitaip tariant, bus įtrauktas dirbtinis intelektas, kuris automatiškai reguliuos medžiagos brinkimo lygį.

DAUGIAU SKAITYKITE: Alternatyva bioplastikui: grybų pagrindu sukurta valgoma ir „gyva“ medžiaga stebina savo tvarumu

Stanfordo mokslininkų grupės atliktas tyrimas „Soft photonic skins with dynamic texture and colour control“ buvo publikuotas moksliniame žurnale „Nature“.