Hai mai desiderato di poter cambiare il colore della pelle come un calamaro, per fondersi con l'ambiente circostante? Sarebbe un talento utile, senza dubbio, per un pisolino durante incontri noiosi.
Calamari e polpi sono alcuni degli unici animali sulla Terra con questa abilità unica, che possono usare per nascondersi dai predatori sul fondo dell'oceano. Usando i loro muscoli, espandono o espongono i sacchi di pigmento nella loro pelle per ottenere un colore o un motivo specifico. Possono anche testurizzare la pelle a piacimento, passando da liscia a rugosa o increspata.
Ora, un team di scienziati dell'Università del Connecticut ha escogitato un modo per replicare questo processo di cambiamento di colore e trama. Potrebbe non aiutarti a confonderti con la tua sedia da scrivania, ma potrebbe aiutare a creare nuove tecnologie, come schermi antiriflesso, crittografia incorporata, finestre per la privacy e persino abiti con cambio di colore.
Il team, guidato dallo scienziato dei materiali Luyi Sun e dal suo collega Songshan Zeng, nonché dal loro collaboratore Dianyun Zhang, ha creato materiali che possono cambiare colore, consistenza e trasparenza. I materiali sfruttano la proprietà chiamata "meccanocromismo" o cambiamento di colore dovuto all'applicazione della forza meccanica.
"Abbiamo imparato che alcuni calamari possono cambiare il muscolo della pelle per rivelare o rivelare alcuni dei pigmenti incorporati nel loro strato di pelle", afferma Sun. "Abbiamo detto 'oh, è qualcosa che probabilmente potremmo imitare.'"
Il team ha creato un materiale a due strati: un film rigido di alcool polivinilico e composito di argilla sulla parte superiore di uno strato inferiore più elastico di polidimetilsilossano (PDMS) incorporato con colorante. Lo strato superiore sviluppa piccole crepe e creste quando allungato; il materiale rivela quindi cosa c'è sotto. Questa configurazione può essere utilizzata per creare materiali che vanno da trasparenti a opachi, diventano più luminescenti o cambiano completamente colore.
Hanno anche creato un materiale con un film superiore rigido di alcool polivinilico, senza il composito di argilla, su uno strato inferiore di PDMS. Se esposto all'umidità, il materiale si increspa, proprio come le dita umane dopo una lunga nuotata. Questa grinza può essere progettata per essere reversibile o non reversibile.
Queste tecnologie hanno diverse potenziali applicazioni, afferma Zeng. La tecnologia meccatromica potrebbe essere utilizzata per creare finestre intelligenti che sembrano chiare nel loro stato di riposo, ma possono essere opache quando allungate, creando privacy istantanea. Potrebbero anche essere utilizzati per creare una nuova generazione di ottiche, giocattoli o persino abiti per il cambio del colore. La tecnologia antirughe sensibile all'umidità potrebbe essere utile anche per realizzare schermi antiriflesso per computer, tablet e smartphone. La tecnologia delle rughe irreversibili potrebbe anche essere utilizzata per la crittografia: un messaggio è incorporato nel materiale che può essere visto solo quando inumidito e può essere fatto scomparire all'istante dopo che è stato letto, in stile James Bond.
I materiali di base sono tutti abbastanza economici e il processo di creazione della tecnologia di cambio colore e trama è abbastanza semplice, afferma Sun. Ha in programma di collaborare con le industrie per trovare altre applicazioni nel mondo reale per il materiale nel prossimo futuro. I prossimi passi saranno per migliorare ed espandere la tecnologia. In questo momento il cambio di colore deve essere attivato dalla luce UV; il team vorrebbe svilupparlo in modo che possa essere utilizzato in qualsiasi tipo di luce. Sono anche interessati a utilizzare diversi stimoli oltre alla forza meccanica per rendere possibili i cambiamenti di colore e trama, magari creando un materiale che potrebbe essere alterato dal cambiamento di temperatura, ad esempio.
"In questo momento stiamo lavorando molto duramente per migliorare ulteriormente e fare progressi, e abbiamo ottenuto dei progressi davvero positivi", afferma Sun.
Il team ha presentato le sue ricerche al 252 ° incontro nazionale ed esposizione dell'American Chemical Society, tenutosi la scorsa settimana a Filadelfia.
