Учени създадоха материал, който може да променя цвета и текстурата си

Изследователи от Станфордския университет са разработили гъвкав материал, способен бързо да променя цвета и текстурата на повърхността си, като формира детайли с размери, по-малки от човешки косъм. Технологията е вдъхновена от способността на октоподите и калмарите да се маскират.

„Тези животни могат физически да променят тялото си в мащаб, близък до микронен и сега ние можем динамично да контролираме топографията на материала и свързаните с нея визуални свойства в същия мащаб.“

заяви докторантът Сиддхарт Доши, водещ автор на изследването

Ключов елемент се оказа комбинацията от електронно-лъчева литография (използвана в производството на полупроводници) и полимерно фолио, реагиращо на вода. Под въздействието на електронния лъч определени участъци от фолиото стават повече или по-малко абсорбиращи. При навлажняване тези области се подуват по различен начин, създавайки сложни шарки, видими само в мокро състояние.

Най-интересното – откритието е случайно: Доши повторно използвал проби, изследвани по-рано под електронен микроскоп и забелязал, че облъчените участъци се държали по различен начин и демонстрирали различни цветове.

„Разбрахме, че можем да използваме тези електронни лъчи за контрол на топографията в много малък мащаб. Това определено беше късмет.“

казва Доши

Технологията позволява създаването на детайлни 3D структури. Чрез контролиране на степента на подуване може да се управлява и отражението на светлината, като повърхността преминава от гланцова към матова. Процесът е обратим: добавянето на разтворител, съдържащ алкохол отстранява водата и връща материала в плоско състояние.

Наслагвайки тънки метални слоеве върху полимера, учените създадоха структури (резонатори на Фабри-Перо), които селективно отразяват определени дължини на вълните на светлината, което позволява на материала да променя цвета си.

Потенциалните приложения излизат извън рамките на камуфлажа за хора и роботи. Фината настройка на текстурата на повърхността може да помогне за регулиране на триенето при минироботи. На нанониво промените в структурата могат да повлияят на поведението на клетките, отваряйки възможности в биоинженерството. В бъдеще екипът се надява да автоматизира процеса на приспособяване към фона с помощта на компютърно зрение и AI.

Това е революционна работа на границата между материалознанието и биониката. Технологията отваря пътя към създаването на принципно нови адаптивни повърхности за роботиката, носимата електроника и дори медицината. Особено впечатляваща е възможността за независим контрол както на цвета, така и на текстурата – това е сериозен напредък в сравнение със съществуващите електрохромни материали, които променят само цвета си.