Una piel inteligente inspirada en el camaleón cambia de color con el sol
Algunas criaturas, como los camaleones y los peces tetra de neón, pueden alterar sus colores para camuflarse, atraer a un compañero o intimidar a los depredadores. Los científicos han tratado de replicar estas habilidades para hacer "pieles inteligentes" artificiales, pero hasta ahora los materiales no han sido robustos. Ahora, los investigadores que informan en ACS Nano han tomado una página del libro de jugadas del camaleón para desarrollar una piel flexible e inteligente que cambia de color en respuesta al calor y la luz solar.
Inspirado en la piel de camaleón, este material flexible cambia de color en respuesta al calor y la luz.
Adapted from ACS Nano 2019, DOI: 10.1021/acsnano.9b04231
Los tonos de la piel camaleónica no dependen de tintes o pigmentos como la mayoría de los colores, sino de una serie de pequeñas estructuras conocidas como cristales fotónicos. La luz se refleja desde estas superficies microscópicas e interfiere con otros haces de luz reflejada, produciendo un color. El tono cambia cuando la distancia entre los cristales fotónicos varía, por ejemplo, cuando un camaleón tensa o relaja su piel. Para imitar estas habilidades naturales, los científicos han incrustado cristales fotónicos en materiales flexibles, como hidrogeles, y han cambiado sus colores al contraer o expandir el material como un acordeón. Sin embargo, estas grandes fluctuaciones de tamaño pueden forzar los materiales y hacer que se doblen. Khalid Salaita y sus colegas querían mirar más de cerca la piel de camaleón y usar lo que aprendieron para diseñar una piel inteligente que se adapta a la tensión.
Al observar las imágenes de lapso de tiempo de la piel camaleónica, los investigadores notaron que sólo una pequeña fracción de las células de la piel en realidad contienen conjuntos de cristales fotónicos, mientras que el resto son incoloros. El equipo razonó que las células incoloras podrían ayudar a acomodar la tensión cuando los cristales fotónicos se contraen y se expanden. Inspirados por esta observación, los investigadores modelaron arreglos de cristales fotónicos en un hidrogel y luego los incrustaron en un segundo hidrogel que no cambiaba de color y que actuaba como capa de soporte. Al calentarse, el material resultante cambió de color pero permaneció del mismo tamaño. La piel inteligente también alteró su tono en respuesta a la luz solar natural, similar a como lo hace un pez tetra. El nuevo material podría algún día encontrar aplicaciones en camuflaje, señalización y lucha contra la falsificación, señalan los investigadores.
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