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Neue künstliche 'Chamäleonhaut' ändert ihre Farbe, wenn sie Licht und Hitze ausgesetzt wird

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Forscher haben ein neues Material entwickelt, das seine Farbe ändern kann, wenn es Licht ausgesetzt wird, wie die Haut eines Chamäleons, und neue technologische Möglichkeiten für adaptive Tarnung und dynamische Großanzeigen eröffnet.

Forscher schaffen künstliche Chamäleonhaut

Forscher der Universität Cambridge haben ein neues Material entwickelt, das wie die Haut von Chamäleons wirkt und bei Lichteinwirkung seine Farbe ändert. Dies öffnet die Tür zu einigen innovativen Anwendungen in Technologien wie adaptiver Tarnung und dynamischen Großanzeigen.

VERBINDUNG: DIESE NEUEN TRANSPLANT POLYMERS MIMIC CHAMELEON SKIN

Das Material verwendet winzige Goldpartikel, die mit Polymer beschichtet und in Wassertropfen in Öl suspendiert sind. Berichtet diese Woche in einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Fortgeschrittene optische MaterialienDie Forscher sagten, dass sich diese Wassertropfen zusammenlagern, wenn das neue Material Hitze oder Licht ausgesetzt wird, wodurch sich die Farbe des Materials basierend auf der Intensität des Lichts oder als Reaktion auf den Grad der Temperaturänderung ändert.

Der Mechanismus ist dem von Chamäleons, Tintenfischen oder anderen Tierarten nicht unähnlich, die Farbwechsel als Verteidigung verwenden. Diese Tiere verwenden das, was als bekannt ist ChromatophoreDies sind Hautzellen, die aus Fasern bestehen, die sich zusammenziehen können, um die Pigmente in der Haut zu verschieben. Im ausgebreiteten Zustand werden die Farben der Haut vollständig angezeigt. Während es sich zusammenzieht, kann es sich mit nahegelegenen Pigmenten verbinden, um eine andere Farbe zu erhalten, oder, wenn es vollständig zusammengezogen ist, die Zelle sogar vollständig transparent machen.

Das neue Material der Cambridge-Forscher erzielt einen ähnlichen Effekt unter Verwendung der polymerbeschichteten Goldfasern, wobei sich die Wassertropfen wie die Hautzellen eines Chamäleons verhalten.

Wenn die Forscher die Temperatur des Materials oben erhöhen 32 Grad CelsiusDie Polymernanopartikel speichern beim Kollabieren elastische Energie, stoßen das zurückgehaltene Wasser aus und verklumpen. Beim Abkühlen absorbieren die Nanopartikel stattdessen Wasser und breiten sich von den anderen aus. Dieser Vorgang kann in Sekundenbruchteilen erfolgen.

"Durch das Laden der Nanopartikel in die Mikrotröpfchen können wir die Form und Größe der Cluster steuern, was zu dramatischen Farbänderungen führt", sagte Dr. Andrew Salmon vom Cavendish Laboratory in Cambridge und Co-Erstautor des Papiers.

Die Farbe der Nanopartikel hängt von der Geometrie ab, die sie beim Zusammenklumpen annehmen. Wenn sie auseinander verteilt sind, erscheinen sie rot, wenn sie zusammengeklumpt sind, sehen sie dunkler blau aus. Die Wassertropfen können die Partikel auch zusammenpressen, wodurch sie transparent erscheinen, wenn sie sich gegenseitig beschatten.

Bisher konnten die Forscher nur eine einzige Schicht des Materials herstellen, sodass jeweils nur eine Farbe vorhanden sein kann. Durch die Verwendung mehrerer Schichten und unterschiedlicher Nanopartikelgeometrien könnten jedoch unterschiedliche Farben erzeugt werden, wodurch das resultierende Material viel dynamischer wird als die biologischen Mechanismen, die es inspiriert haben.

Die Forscher fanden auch heraus, dass die Nanopartikel, wenn das Material unterschiedlichen Lichtintensitäten ausgesetzt wird, dazu gebracht werden können, entlang einer Oberfläche zu „schwimmen“, was - wenn es kontrolliert wird - die Farbe des Materials durch Ändern der Geometrie der Nanopartikel verändern könnte .

"Diese Arbeit ist ein großer Fortschritt bei der Verwendung von Nanoskalentechnologie für die Biomimikry", sagte Sean Cormier, Co-Autor des Papiers. „Wir arbeiten jetzt daran, dies auf Roll-to-Roll-Filmen zu replizieren, damit wir Meter Farbwechselblätter herstellen können. Mit strukturiertem Licht planen wir auch, das durch Licht ausgelöste Schwimmen zu verwenden, um Tröpfchen zu „hüten“. Es wird wirklich aufregend sein zu sehen, welche kollektiven Verhaltensweisen erzeugt werden. “


Schau das Video: Mein CHAMÄLEON. Haustier Tag (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Kagasho

    Ich stimme ein nützlicher Satz zu

  2. Rangley

    He did not speak this.

  3. Gyala

    Vielen Dank für den Blog, alles wurde sehr kompetent gemacht. Trotzdem ist eigenständig besser als LiveJournal und andere.

  4. Thacker

    Ich entschuldige mich für die Einmischung, ich wollte auch meine Meinung zum Ausdruck bringen.



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