Una sorta di “pelle” flessibile che può reagire al calore e alla luce solare e che può cambiare colore senza cambiare forma o volume è stata realizzata da ricercatori del Dipartimento di Chimica Della Emory University.
Ricercatori ispirati a pelle di camaleonti
I ricercatori si sono ispirati alla pelle del camaleonte, un caratteristico animale che può cambiare colore dell’epidermide per confondere i predatori che non riescono più a delineare le sue forme sullo sfondo dell’ambiente in cui si trova.
I camaleonti utilizzano particolare cristalli fotonici nella loro pelle, qualcosa che ricercatori non hanno mai saputo realizzare in laboratorio.
Questa ricerca, con il relativo studio apparso su ACS Nano, fa un passo avanti in tal senso.
Lo fa comprendere anche Yixiao Dong, uno degli autori dello studio, dichiara: “Guardare un camaleonte cambiare colore mi ha dato l’idea della svolta. Abbiamo sviluppato un nuovo concetto per una pelle intelligente che cambia colore, sulla base delle osservazioni su come la natura lo fa.”
Una chimera dell’ingegneria dei materiali
Materiali che possano cambiare colore basati su cristalli fotonici simili a quelli della pelle del camaleonte sono stati a lungo una “chimera” nel campo della ricerca e dell’ingegneria dei materiali perché potrebbero rivelarsi utili in una vasta gamma di applicazioni, dal camuffamento al rilevamento chimico fino all’utilizzo di tag anticontraffazione, come ricorda lo stesso Khalid Salaita, professore di chimica e autore senior dello studio, il quale ammette anche che il loro lavoro è ancora nelle fasi fondamentali.
Cristalli fotonici
I cristalli fotonici sono minuscole particelle che si trovano in uno schema ripetuto sull’epidermide dei camaleonti e di altri animali.
Il loro cambio di colorazione, dunque, non si basa su pigmenti ma sull’interferenza di questi cristalli con le lunghezze d’onda della luce.
È proprio la precisa spaziatura tra loro a consentire il passaggio di determinate onde di luce e il respingimento di altre.
I colori che si possono dunque vedere possono cambiare in base alle condizioni di illuminazione.
Cristalli fotonici in polimeri flessibili
I ricercatori dell’Università americana hanno dunque cercato di imitare questo sistema incorporando matrici di cristalli fotonici in polimeri flessibili oppure contenenti acqua o idrogel.
L’espansione o la contrazione dell’idrogel ha dunque modificare lo spazio tra le matrici, cosa che provoca il cambio di colore.
Per evitare la deformazione i ricercatori hanno usato dei magneti disponendo cristalli fotonici contenenti ossido di ferro all’interno di un idrogel. Una volta riscaldata, questa pelle “intelligente” sensibile alla tensione cambia colore ma può mantenere una dimensione quasi costante.
“Abbiamo fornito un quadro generale”
“Abbiamo fornito un quadro generale per guidare la progettazione futura di pelli intelligenti artificiali. C’è ancora molta strada da fare per le applicazioni nella vita reale, ma è entusiasmante spingere il settore un altro passo avanti”, dichiara Dong nel comunicato stampa.
