پوستی مصنوعی با قابلیت تغییر رنگ در تابش نور

پوستی مصنوعی با قابلیت تغییر رنگ در تابش نور

در طبیعت، حیواناتی مانند آفتاب‌پرست و ماهی‌های مرکب به دلیل وجود کروماتوفور‌ها قادر به تغییررنگ هستند؛ آن‌ها دارای سلول‌های پوستی با الیاف انقباضی هستند که رنگدانه‌ها را به دور خود می‌چرخانند. رنگدانه‌ها برای نشان دادن رنگ خود پخش و برای بیرنگ شدن سلول به هم فشرده می‌شوند.

پوستی مصنوعی

کروماتوفور‌های مصنوعی که توسط محققان کمبریج تولید شده اند بر اساس همین اصل ساخته شده اند، اما به جای الیاف انقباضی، توانایی تغییر رنگ آن‌ها به مکانیسم‌های نانو وابسته است و در این جا سلول‌ها، قطرات میکروسکوپی آب هستند.

این ماده از ذرات ریز طلا که روی یک پوسته پلیمری پوشانده شده است ساخته شده و سپس در میکروپلیت‌های آب موجود در روغن فشرده می‌شود.

هنگام قرار گرفتن در معرض گرما یا نور، ذرات به هم می‌چسبند و رنگ ماده را تغییر می‌دهند.

وقتی ماده بالاتر از ۳۲ درجه سانتیگراد گرم می‌شود، نانوذرات مقادیر زیادی از انرژی الاستیک را در کسری از ثانیه ذخیره می‌کنند، زیرا پوشش‌های پلیمری آب را از بین می‌برند که این امر باعث می‌شود تا نانوذرات به یکدیگر در خوشه‌های محکم متصل شوند.

هنگامی که مواد خنک می‌شوند، پلیمر‌ها آب می‌گیرند، پخش می‌شوند و نانوذرات طلا به سرعت از هم جدا می‌شوند.

دکتر اندرو سالمون از آزمایشگاه کاوندیش کمبریج، می‌گوید: بارگذاری نانوذرات درون میکروپلیت‌ها به ما امکان می‌دهد شکل و اندازه خوشه‌ها را کنترل کنیم و تغییرات چشمگیر رنگی به ما بدهد.

هندسه نانوذرات در خوشه ها، تعیین می‌کند کدام رنگ به نظر برسد؛ وقتی نانوذرات از هم جدا می‌شوند، آن‌ها قرمز هستند و هنگامی که با هم خوشه می‌شوند، به رنگ آبی تیره هستند.

در حال حاضر، مواد تولید شده توسط محققان کمبریج در یک لایه واحد قرار دارند، بنابراین تنها قادر به تغییر به یک رنگ واحد هستند. با این وجود، از مواد و شکل‌های مختلف نانوذرات می‌توان در لایه‌های اضافی برای ساخت یک ماده کاملاً پویا مانند پوست آفتابگردان واقعی استفاده کرد.

این نوآوری می‌تواند در برنامه‌هایی مانند استتار فعال و نمایشگر‌های پویا در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گیرد.


تاریخ

پنجشنبه 5 شهریور 1398