Robot con la pelle di camaleonti grazie a un nuovo film nanostrutturato
Un nuovo film fatto di nanoparticelle d’oro cambia colore in risposta a qualsiasi tipo di movimento. Le sue qualità senza precedenti potrebbero consentire ai robot di imitare camaleonti e polpi, tra le varie applicazioni futuristiche che si possono immaginare.
A differenza di altri materiali che cercano di emulare i cambiamenti di colori della natura, questo si modifica in risposta a qualsiasi tipo di movimento, come la flessione o la torsione.
Si tratta di un meccanismo totalmente diverso da quello usato dai camaleonti, ma l’immaginazione umana, si sa, corre veloce e fa presto a immaginare la futuristica applicazione di vestire dei robot con questo film in modo da farli cambiare colore in base ai loro movimenti.
La differenza tra questo materiale e altri materiali che cambiano colore sempre in risposta al movimento è he questo può essere stampato e programmato per visualizzare modelli diversi e complessi che sono difficili da replicare.
L’invenzione è merito di un gruppo di scienziati della UC Riverside che hanno riportato dettagliatamente il loro lavoro in un articolo di Nature Communications pubblicato la scorsa settimana.
I nanomateriali sono semplicemente materiali che sono stati ridotti a una scala estremamente piccola, decine di nanometri in larghezza e lunghezza, o, circa le dimensioni di un virus. Quando materiali come l’argento o l’oro diventano più piccoli, i loro colori cambiano a seconda delle loro dimensioni, della forma e della posizione in cui si trovano.
Nel nostro caso, abbiamo ridotto l’oro in piccolissimi filamenti di dimensioni nanometriche. Sapevamo che se avessimo potuto puntarli tutti in una direzione particolare, avremmo potuto controllarne il colore.
Ha detto il professore di chimica Yadong Yin.
Ad esempio, in questo caso, se sono orientati in un certo modo appaiono rossi, ma se si spostano di 45 gradi diventano verdi.
Il problema del team di ricerca era come prendere milioni di nanofili d’oro fluttuanti in una soluzione liquida e farli puntare tutti nella stessa direzione per visualizzare un colore uniforme.
La loro soluzione è stata quella di fondere nanofili magnetici più piccoli su quelli d’oro più grandi. I due tipi di filamenti di dimensioni diverse sono state incapsulate in uno schermo polimerico, in modo da farli rimanere fianco a fianco. In questo modo, l’orientamento di entrambi può essere controllato magneticamente.
Succede proprio come quando, se si tiene un magnete sopra una pila di aghi, tutti puntano nella stessa direzione.
ha detto Yin.
Una volta che i nanofili vengono essiccati in un film sottile, il loro orientamento viene fissato in posizione e non rispondono più ai magneti.
Ma se il film è flessibile, puoi piegarlo e ruotarlo e vedrai comunque colori diversi quando l’orientamento cambia.
Altri materiali, come le ali di una farfalla, sono lucidi e colorati ad alcuni angoli e possono anche cambiare colore se visti ad altri angoli. Tuttavia, questi materiali si basano su microstrutture ordinate con precisione, che sono difficili e costose da realizzare per grandi aree. Ma questo nuovo film può essere realizzato per rivestire la superficie di qualsiasi oggetto facilmente come applicare la vernice spray su una casa.
I robot futuristici forse saranno l’ultima applicazione ad usare la tecnologia anche se è la prima che è balzata alla mente.
Il chimico dell’UC Riverside Zhiwei Li, il primo autore di questo lavoro, ha spiegato che il film può essere incorporato negli assegni o nei contanti per facilitarne l’autenticazione.
In condizioni di illuminazione normale, il film è grigio, ma quando si indossano gli occhiali da sole e lo si guarda attraverso lenti polarizzate, si possono vedere modelli elaborati. Inoltre, il contrasto cromatico del film può cambiare drasticamente semplicemente girandolo.
Le applicazioni, infatti, sembrano essere limitate solo dall’immaginazione.
Gli artisti potrebbero usare questa tecnologia per creare affascinanti dipinti che sono diversi a seconda dell’angolazione da cui sono visti. Sarebbe meraviglioso vedere come la scienza nel nostro lavoro potrebbe essere combinata con la bellezza dell’arte.
Ha concluso Li.
