Heb je ooit gewild dat je je huidskleur kon veranderen als een inktvis, om op te gaan in je omgeving? Het zou ongetwijfeld een nuttig talent zijn om te slapen tijdens saaie vergaderingen.
Inktvis en octopussen zijn enkele van de enige dieren op aarde met deze unieke vaardigheid, die ze kunnen gebruiken om zich te verbergen voor roofdieren op de oceaanbodem. Met behulp van hun spieren expanderen of leggen ze pigmentzakken in hun huid bloot om een specifieke kleur of patroon te bereiken. Ze kunnen ook hun huid naar believen textureren, gaande van glad tot gerimpeld of gerimpeld.
Nu heeft een team van wetenschappers van de Universiteit van Connecticut een manier gevonden om dit kleur- en textuurveranderende proces te repliceren. Het helpt je misschien niet om op te gaan in je bureaustoel, maar het kan wel helpen bij het creëren van nieuwe technologieën, zoals anti-glare schermen, ingebedde codering, privacyvensters en zelfs kleding die van kleur verandert.
Het team, geleid door materiaalwetenschapper Luyi Sun en zijn collega Songshan Zeng, evenals hun medewerker Dianyun Zhang, heeft materialen gemaakt die van kleur, textuur en transparantie kunnen veranderen. De materialen profiteren van de eigenschap die 'mechanochromisme' wordt genoemd, of kleurverandering als gevolg van de toepassing van mechanische kracht.
"We hebben geleerd dat sommige inktvissen hun huidspier kunnen veranderen om sommige van de in hun huidlaag ingebedde pigmenten te onthullen of te onthullen, " zegt Sun. "We zeiden 'oh, dat is iets dat we waarschijnlijk kunnen nabootsen.'"
Het team creëerde een tweelaags materiaal - een stijve film van polyvinylalcohol en klei-composiet bovenop een meer elastische onderlaag van polydimethylsiloxaan (PDMS) ingebed met kleurstof. De bovenste laag ontwikkelt kleine scheuren en ribbels wanneer deze worden uitgerekt; het materiaal onthult vervolgens wat er beneden is. Deze opstelling kan worden gebruikt om materialen te maken die gaan van transparant naar dekkend, meer luminescent worden of van kleur veranderen.
Ze creëerden ook een materiaal met een stijve toplaag van polyvinylalcohol, zonder de klei-composiet, op een onderste laag PDMS. Bij blootstelling aan vocht rimpelt het materiaal, net als menselijke vingers na een lange duik. Dit kreuken kan worden ontworpen om omkeerbaar of niet-omkeerbaar te zijn.
Deze technologieën hebben verschillende potentiële toepassingen, zegt Zeng. De mechanochrome technologie zou kunnen worden gebruikt om slimme vensters te creëren die er in rusttoestand helder uitzien, maar kunnen ondoorzichtig worden gemaakt wanneer ze worden uitgerekt, waardoor onmiddellijke privacy ontstaat. Ze kunnen ook worden gebruikt om een nieuwe generatie optiek, speelgoed of zelfs kleding met kleurwissel te maken. De op vocht reagerende rimpeltechnologie kan ook nuttig zijn voor het maken van anti-glare computer-, tablet- en smartphoneschermen. De onomkeerbare rimpeltechnologie kan ook worden gebruikt voor codering - een bericht is ingebed in het materiaal dat alleen kan worden gezien als het wordt bevochtigd en kan onmiddellijk verdwijnen nadat het is gelezen, in James Bond-stijl.
De basismaterialen zijn allemaal vrij goedkoop, en het proces van het creëren van de kleur- en textuurveranderingstechnologie is vrij eenvoudig, zegt Sun. Hij is van plan om in de nabije toekomst samen te werken met industrieën om met meer realistische toepassingen voor het materiaal te komen. De volgende stappen zijn het verbeteren en uitbreiden van de technologie. Op dit moment moet de kleurverandering worden geactiveerd door UV-licht; het team wil het zo ontwikkelen dat het in elk soort licht kan worden gebruikt. Ze zijn ook geïnteresseerd in het gebruik van verschillende stimuli naast mechanische kracht om de kleur- en textuurveranderingen te laten plaatsvinden, bijvoorbeeld door materiaal te maken dat kan worden gewijzigd door temperatuurverandering.
"We werken momenteel heel hard om verder te verbeteren en vooruitgang te boeken, en we hebben een aantal mooie vooruitgang geboekt, " zegt Sun.
Het team presenteerde hun onderzoek tijdens de 252e Nationale bijeenkomst en tentoonstelling van de American Chemical Society, die vorige week in Philadelphia werd gehouden.
