متنوع

يتغير لون "جلد الحرباء" الاصطناعي الجديد عند تعرضه للضوء والحرارة

يتغير لون

طور الباحثون مادة جديدة يمكن أن تغير لونها عند تعرضها للضوء ، مثل جلد الحرباء ، مما يفتح فرصًا تقنية جديدة للتمويه التكيفي والعروض الديناميكية واسعة النطاق.

الباحثون يصنعون جلد حرباء اصطناعي

طور باحثون في جامعة كامبريدج مادة جديدة تعمل مثل جلد الحرباء ، وتغير اللون عند تعرضها للضوء ، مما يفتح الباب أمام بعض التطبيقات المبتكرة في تقنيات مثل التمويه التكيفي والشاشات الديناميكية واسعة النطاق.

ذات صلة: هذه البوليمرات المزروعة الجديدة تحاكي الجلد الشاميلي

تستخدم المادة جزيئات ذهب صغيرة مطلية بالبوليمر ومعلقة في قطرات الماء في الزيت. ذكرت هذا الأسبوع في ورقة نشرت في المجلة مواد بصرية متقدمةوقال الباحثون إنه عندما تتعرض المادة الجديدة للحرارة أو الضوء ، فإن قطرات الماء هذه تتجمع معًا ، وتغير لون المادة بناءً على شدة الضوء أو استجابة لدرجة تغير درجة الحرارة.

لا تختلف الآلية عن تلك الموجودة في الحرباء أو الحبار أو الأنواع الحيوانية الأخرى التي تستخدم تغيير اللون كدفاع. تستخدم هذه الحيوانات ما يعرف باسم كروماتوفورس، وهي خلايا جلدية مبنية بألياف يمكن أن تنقبض لتحول الصبغات الموجودة في الجلد حولها. عندما تنتشر ، تظهر ألوان الجلد بالكامل. عندما تتقلص ، يمكن أن تتحد مع الأصباغ القريبة لتظهر بلون مختلف أو ، إذا تم التعاقد عليها بالكامل ، يمكنها حتى جعل الخلية شفافة تمامًا.

تحقق المادة الجديدة من باحثي كامبريدج تأثيرًا مشابهًا باستخدام ألياف الذهب المطلية بالبوليمر ، حيث تتصرف قطرات الماء مثل خلايا جلد الحرباء.

عندما يرفع الباحثون درجة حرارة المادة أعلاه 32 درجة مئوية، جسيمات البوليمر النانوية تخزن الطاقة المرنة أثناء انهيارها ، وطرد أي ماء يحتفظ به ويتجمع معًا. عند تبريدها ، تمتص الجسيمات النانوية الماء بدلاً من ذلك ، وتنشر نفسها بعيدًا عن الآخرين. يمكن أن تحدث هذه العملية في جزء من الثانية.

قال الدكتور أندرو سالمون ، من مختبر كافنديش في كامبريدج والمؤلف الأول المشارك للورقة البحثية: "إن تحميل الجسيمات النانوية في القطرات الصغيرة يسمح لنا بالتحكم في شكل وحجم العناقيد ، مما يمنحنا تغييرات جذرية في اللون".

يعتمد اللون الذي تظهر به الجسيمات النانوية على الشكل الهندسي الذي تتخذه عندما تتكتل معًا. عندما تكون متباعدة ، تظهر حمراء ، عندما تتجمع معًا ، فإنها تبدو زرقاء داكنة. يمكن لقطرات الماء أيضًا أن تضغط الجسيمات معًا ، مما يجعلها تبدو شفافة لأنها تحجب بعضها البعض.

حتى الآن ، تمكن الباحثون فقط من إنتاج طبقة واحدة من المادة ، لذلك لا يمكن أن يكون هناك سوى لون واحد في كل مرة. ولكن باستخدام عدة طبقات وهندسة مختلفة للجسيمات النانوية ، يمكن إنتاج ألوان مختلفة ، مما يجعل المادة الناتجة أكثر ديناميكية مثل الآليات البيولوجية التي ألهمتها.

وجد الباحثون أيضًا أنه عندما تتعرض المادة لشدة مختلفة من الضوء ، يمكن جعل الجسيمات النانوية "تسبح" على طول سطح ، والذي - إذا تم التحكم فيه - يمكن أن يغير لون المادة عن طريق تغيير هندسة الجسيمات النانوية. .

قال شون كورمير ، المؤلف المشارك للورقة البحثية: "يعد هذا العمل تقدمًا كبيرًا في استخدام تقنية المقياس النانوي للقيام بالمحاكاة الحيوية". "نحن نعمل الآن على تكرار هذا على أفلام Roll to Roll حتى نتمكن من صنع أمتار من أوراق تغيير الألوان. باستخدام الضوء المنظم ، نخطط أيضًا لاستخدام السباحة التي يطلقها الضوء على قطرات "القطيع". سيكون من المثير حقًا رؤية السلوكيات الجماعية التي يتم إنشاؤها ".


شاهد الفيديو: الحرباء وهي تغير لونها. مقطع قصير (كانون الثاني 2022).