Создана меняющая цвет на солнце «умная» кожа

Химики из Университета Эмори разработали гибкую «умную» кожу, которая реагирует на тепло и солнечный свет, сохраняя постоянный объем. На разработку ученых вдохновил механизм изменения хамелеоном своей окраски. Статья об этом опубликована в журнале ACS Nano.

Оттенки кожи хамелеона зависят не от красителей или пигментов, а от массивов крошечных структур, известных как фотонные кристаллы. Свет отражается от этих микроскопических поверхностей и сталкивается с другими лучами отраженного света. Оттенок цвета, который получается с помощью такого механизма, становится другим, когда изменяется расстояние между фотонными кристаллами — например, когда хамелеон напрягает или расслабляет свою кожу.
Чтобы имитировать эти природные способности, ученые ранее встроили фотонные кристаллы в гибкие материалы, такие как гидрогели, и изменили их цвет, сжимая и расширяя материал, как аккордеон. Однако эти большие колебания в размерах могут деформировать материалы и привести к их изгибу. В новой работе американские ученые решили использовать кожу хамелеона в качестве примера и нашли способ сделать гибкие массивы фотонных кристаллов.

Наблюдая за изображениями кожи хамелеона, исследователи заметили, что только небольшая часть клеток ткани на самом деле содержит фотонные кристаллы. Остальные клетки остаются бесцветными. Команда предположила, что бесцветные клетки могут помочь приспособиться к деформации, когда фотонные кристаллы сжимаются и расширяются.

Вдохновленные этим наблюдением, исследователи сформировали массивы фотонных кристаллов в гидрогеле, а затем внедрили эти массивы во второй, не изменяющий цвет гидрогель, который действовал в качестве опорного слоя. При нагревании полученный материал менял цвет, но оставался того же размера. Эта «умная» кожа также изменила свой оттенок в ответ на естественный солнечный свет, подобно тому, как это делает рыба тетра. Новый материал, по словам ученых, может когда-нибудь найти применение в камуфляже, сигнализации и борьбе с подделками.