Los investigadores han desarrollado una 'piel de camaleón' artificial que cambia de color cuando se expone a la luz y podría usarse en aplicaciones como el camuflaje activo y las pantallas dinámicas a gran escala.
El material, desarrollado por investigadores de la Universidad de Cambridge, está hecho de pequeñas partículas de oro recubiertas con una cubierta de polímero y luego se exprime en microgotas de agua en aceite. Cuando se exponen al calor o la luz, las partículas se unen, cambiandoel color del material. Los resultados se informan en la revista Materiales ópticos avanzados .
En la naturaleza, los animales como los camaleones y las sepias pueden cambiar de color gracias a los cromatóforos: células de la piel con fibras contráctiles que mueven los pigmentos. Los pigmentos se extienden para mostrar su color, o se juntan para aclarar la célula.
Los cromatóforos artificiales desarrollados por los investigadores de Cambridge se basan en el mismo principio, pero en lugar de fibras contráctiles, sus capacidades de cambio de color se basan en nanomecanismos de luz, y las 'células' son gotas microscópicas de agua.
Cuando el material se calienta a más de 32 ° C, las nanopartículas almacenan grandes cantidades de energía elástica en una fracción de segundo, ya que los recubrimientos de polímeros expulsan todo el agua y colapsan. Esto tiene el efecto de obligar a las nanopartículas a unirse en grupos apretadosCuando el material se enfría, los polímeros toman agua y se expanden, y las nanopartículas de oro se separan fuerte y rápidamente, como un resorte.
"Cargar las nanopartículas en las microgotas nos permite controlar la forma y el tamaño de los racimos, dándonos cambios de color dramáticos", dijo el Dr. Andrew Salmon del Laboratorio Cavendish de Cambridge, coautor del estudio.
La geometría de las nanopartículas cuando se unen en grupos determina de qué color aparecen: cuando las nanopartículas se separan son rojas y cuando se agrupan son azul oscuro. Sin embargo, las gotas de agua también comprimen los grupos de partículas,haciendo que se sombreen entre sí y hagan que el estado agrupado sea casi transparente.
Por el momento, el material desarrollado por los investigadores de Cambridge está en una sola capa, por lo que solo puede cambiar a un solo color. Sin embargo, diferentes materiales y formas de nanopartículas podrían usarse en capas adicionales para hacer un material completamente dinámico,como piel de camaleón real.
Los investigadores también observaron que las células artificiales pueden "nadar" de manera simple, similar a las algas Volvox. Al encender una luz en un borde de las gotas, la superficie se despega hacia la luz, empujándola hacia adelante. Bajo una iluminación más intensa,Se forman burbujas de alta presión brevemente para empujar las gotas a lo largo de una superficie.
"Este trabajo es un gran avance en el uso de la tecnología a nanoescala para hacer biomimética", dijo el coautor Sean Cormier. "Ahora estamos trabajando para replicar esto en películas de rollo a rollo para que podamos hacer que los medidores cambien de colorhojas. Usando la luz estructurada, también planeamos usar la natación activada por la luz para 'acumular' gotitas. Será realmente emocionante ver qué comportamientos colectivos se generan ".
La investigación fue financiada por el Consejo Europeo de Investigación ERC y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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