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Nueva 'piel de camaleón' artificial cambia de color cuando se expone a la luz y al calor

Nueva 'piel de camaleón' artificial cambia de color cuando se expone a la luz y al calor


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Los investigadores han desarrollado un nuevo material que puede cambiar su color cuando se expone a la luz, como la piel de un camaleón, abriendo nuevas oportunidades tecnológicas para el camuflaje adaptativo y las pantallas dinámicas a gran escala.

Los investigadores crean una piel de camaleón artificial

Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado un nuevo material que actúa como la piel de los camaleones, cambiando de color cuando se expone a la luz, lo que abre la puerta a algunas aplicaciones innovadoras en tecnologías como el camuflaje adaptativo y las pantallas dinámicas a gran escala.

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El material utiliza pequeñas partículas de oro recubiertas de polímero y suspendidas en gotas de agua en aceite. Reportado esta semana en un artículo publicado en la revista Materiales ópticos avanzados, los investigadores dijeron que cuando el nuevo material se expone al calor o la luz, estas gotas de agua se agrupan, cambiando el color del material en función de la intensidad de la luz o en respuesta al grado de cambio de temperatura.

El mecanismo no es diferente al de los camaleones, sepias u otras especies animales que utilizan el cambio de color como defensa. Estos animales usan lo que se conoce como cromatóforos, que son células de la piel construidas con fibras que pueden contraerse para cambiar los pigmentos de la piel. Cuando se extiende, los colores de la piel se muestran completamente. A medida que se contrae, puede combinarse con pigmentos cercanos para que parezca de un color diferente o, si está completamente contraído, incluso puede hacer que la célula sea completamente transparente.

El nuevo material de los investigadores de Cambridge logra un efecto similar utilizando las fibras de oro recubiertas de polímero, con las gotas de agua comportándose como las células de la piel de un camaleón.

Cuando los investigadores elevan la temperatura del material de arriba 32 grados centígrados, las nanopartículas de polímero almacenan energía elástica a medida que colapsan, expulsando el agua que retienen y aglutinando. Cuando se enfrían, las nanopartículas absorben agua, separándose de las demás. Este proceso puede ocurrir en una fracción de segundo.

"Cargar las nanopartículas en las microgotas nos permite controlar la forma y el tamaño de los grupos, lo que nos da cambios de color dramáticos", dijo el Dr. Andrew Salmon, del Laboratorio Cavendish de Cambridge y coautor principal del artículo.

El color que aparecen las nanopartículas depende de la geometría que adoptan cuando se agrupan. Cuando se separan, aparecen de color rojo, cuando se agrupan, se ven más azul oscuro. Las gotas de agua también pueden comprimir las partículas juntas, haciendo que parezcan transparentes a medida que se sombrean unas a otras.

Hasta ahora, los investigadores solo han podido producir una sola capa del material, por lo que solo puede haber un color a la vez. Pero al usar varias capas y diferentes geometrías de nanopartículas, se podrían producir diferentes colores, haciendo que el material resultante sea mucho más dinámico como los mecanismos biológicos que lo inspiraron.

Los investigadores también encontraron que cuando el material se expone a diferentes intensidades de luz, se puede hacer que las nanopartículas 'naden' a lo largo de una superficie que, si se controla, podría cambiar el color del material al alterar la geometría de las nanopartículas. .

“Este trabajo es un gran avance en el uso de tecnología a nanoescala para realizar biomimetismo”, dijo Sean Cormier, coautor del artículo. “Ahora estamos trabajando para replicar esto en películas de rollo a rollo para poder fabricar metros de hojas que cambian de color. Usando luz estructurada, también planeamos usar la natación activada por luz para "agrupar" las gotas. Será realmente emocionante ver qué comportamientos colectivos se generan ”.


Ver el vídeo: Selección de color (Mayo 2022).