Pelle intelligente che cambia colore al sole

Pelle intelligente che cambia colore al sole

Sviluppare una pelle flessibile, ispirata ai camaleonti, che cambia colore in risposta al calore e alla luce solare.

Alcune creature, come i camaleonti e i tetra pesci al neon, possono alterare i loro colori per mimetizzarsi, attirare un compagno o intimidire i predatori. Gli scienziati hanno cercato di replicare queste abilità per creare "skin intelligenti" artificiali, ma finora i materiali non sono stati robusti.

Ora, i ricercatori che hanno riferito in ACS Nano (1) hanno preso una pagina dal playbook del camaleonte per sviluppare una pelle flessibile che cambia colore in risposta al calore e alla luce solare.

Le tonalità della pelle di camaleonte non si basano su coloranti o pigmenti come fanno la maggior parte dei colori, ma invece su particelle composte da minuscole strutture note come cristalli fotonici. La luce si riflette da queste superfici microscopiche e interferisce con altri fasci di luce riflessa producendo un colore.

La tonalità cambia quando varia la distanza tra i cristalli fotonici, ad esempio quando un camaleonte si tende o rilassa la sua pelle. Per imitare queste abilità naturali, gli scienziati hanno incorporato cristalli fotonici in materiali flessibili, come gli idrogel, e hanno cambiato i loro colori contraendo o espandendo il materiale come una fisarmonica.

Tuttavia, queste grandi fluttuazioni dimensionali possono sforzare i materiali e farli piegare. Il dottor Khalid Salaita (2) e colleghi volevano dare un'occhiata più da vicino alla pelle di camaleonte e usare ciò che hanno imparato per progettare una pelle intelligente che tenga conto della tensione.

Osservando le immagini time-lapse della pelle di camaleonte, i ricercatori hanno notato che solo una piccola parte delle cellule della pelle contiene effettivamente matrici di cristalli fotonici, mentre il resto è incolore. Il team ha ragionato che le cellule incolori potrebbero aiutare a contenere la tensione quando i cristalli fotonici si contraggono e si espandono.

Ispirati da questa osservazione, i ricercatori hanno modellato le matrici di cristalli fotonici in un idrogel e quindi hanno incorporato queste matrici in un secondo idrogel che non cambia colore e fungeva da strato di supporto. Al riscaldamento, il materiale risultante ha cambiato colore ma è rimasto della stessa dimensione.

La pelle intelligente ha anche cambiato la sua tonalità in risposta alla luce solare naturale, simile a come fa un tetra pesce. Un giorno il nuovo materiale potrebbe trovare applicazioni nel settore del camuffamento, della segnalazione e della contraffazione, affermano i ricercatori.

L'American Chemical Society, la più grande società scientifica del mondo, è un'organizzazione senza fini di lucro istituita dal Congresso degli Stati Uniti. ACS è un leader globale nel fornire accesso alle informazioni e alla ricerca legate alla chimica attraverso i suoi molteplici database, riviste peer-reviewed e conferenze scientifiche. L'ACS non conduce ricerche, ma pubblica e pubblicizza studi scientifici sottoposti a peer review. I suoi uffici principali sono a Washington, DC, e Columbus, Ohio. (3)

Riferimenti:

(1) Chameleon-Inspired Strain-Accommodating Smart Skin

(2) Khalid Salaita

(3) American Chemical Society

Descrizione foto: Ispirato alla pelle di camaleonte, questo materiale flessibile cambia colore in risposta al calore e alla luce. Credit: Adapted from ACS Nano 2019, DOI: 10.1021/acsnano.9b04231. Descrizione foto:

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: A chameleon-inspired smart skin changes color in the sun

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