Egy új típusú, arany nanorészecskékből álló fólia bevonat, bármilyen mozgás hatására azonnal megváltoztatja korábbi színét. Ez a mindeddig példa nélküli tulajdonsága pedig lehetőséget biztosít, hogy a robotok könnyedén utánozhassák a kaméleonokat vagy a polipokat a színváltó képességük terén.

A hajlás vagy csavarodás által előidézett színváltásra képes, vékony, fóliaszerű réteggel bevont robotok, beléphetnének a világűr azon részeire, amelyek veszélyeket rejthetnek vagy éppen lehetetlen a megközelítésük az emberek számára, és színűk változása alapján szolgáltathatnak információt.

(Forrás:phys.org; Kredit:UCR/Yadong Yin)

Az álcázás képességével felruházott robot bejuthat, mondjuk a mélytengeri árkokba vagy hasadékokba, és megváltozott színéből a tengerbiológusok megállapíthatják a robot környezetében uralkodó hidrosztatikai nyomás nagyságát.

Bár néhány egyéb színváltó anyag ugyancsak képes reagálni a mozgásra, ez a jelenleg kikísérletezett hártyaszerű réteg nyomtatható, sőt különböző összetett mintázatok megjelenítésére is beprogramozható. A Kaliforniai Egyetem riverside-i tudósai, akik ezt a különleges nanoanyagot megalkották, természetesen a bevonat kifejlesztésének folyamatát is dokumentálták, amelyet június közepén publikáltak a Nature Communications akadémiai folyóiratban.

Amikor különböző, egyszerű anyagokat nanoméretűre (1 nanométer a méternek egy milliárdod része – jele: nm) csökkentenek, akkor a méretüktől, a formájuktól és az iránytól függően, amerre néznek, a színük megváltozik. Ez ugyanígy történik az arany és az ezüst esetében is.

„Kísérletünk során az aranyat nanoméretű pálcikákká formáltuk. Tudtuk, hogy ha ezeket a pálcikákat egy bizonyos irányba állítjuk, akkor képesek leszünk szabályozni a színüket.” – nyilatkozta Yadong Yin, a Kémia Tanszék professzora. „Ha az egyik irányba néznek, akkor pirosnak látszanak, de ha 45 fokkal elforgatjuk őket, akkor a színük zöldre változik.”

A kutatócsoportnak azonban azzal a nehézséggel kellett szembesülnie, hogyan késztessenek egy folyékony oldatban milliónyi arany nanopálcikát arra, hogy egytől-egyig azonos irányba mutassanak, és ezáltal egy egységes színt jelenítsenek meg.

Ezt pedig úgy oldották meg, hogy a nagyobb aranypálcikákba kisebb, mágneses nanopálcikákat olvasztottak. A két, különböző méretű pálcika egy polimer pajzsba ágyazódott úgy, hogy egymás mellett maradtak. Így mindkét pálcika iránya mágnesek segítségével szabályozhatóvá vált.

„Mint amikor egy mágnest tartunk egy halom tű fölé. Valamennyi ugyanabba az irányba fog mutatni. Pontosan így szabályozzuk a színeket is.” – mondta Yin.

A programozható kolorimetrikus reakciók az állatok bőréhez hasonló viselkedést idéznek elő ebben az új anyagban. (Forrás:phys.org; Kredit:University of California – Riverside)

Miután a nanopálcikák egy vékony filmréteggé száradnak, az irányuk rögzített helyzetben marad, és ezt követően már nem reagálnak a mágnesekre sem. „De ha ez a filmréteg rugalmas, akkor meg is hajlíthatjuk vagy csavarhatjuk, és ahogyan az irányt változtatjuk, úgy változik a színe is.” – tette hozzá Yin.

Más anyagok, ahogyan például ez a pillangók szárnyaira is jellemző, bizonyos szögből nézve fényesek és többféle színben játszanak. Ez az újonnan kifejlesztett filmréteg is hasonlóan viselkedik, és bármilyen nagyságú felület egyszerűen bevonható vele, mintha csak szórópisztollyal vinnénk fel a festéket a ház falára.

Ez a filmréteg azonban sok más módon is alkalmazható. A riverside-i Kaliforniai Egyetem kémikusa, Zhiwei Li - aki a tanulmány vezetőszerzője is egyben – elmagyarázta, hogy a filmbevonat csekkbe vagy készpénzbe is integrálható, annak valódiságát igazoló elemként, hitelesítés céljából. Ha a szokásos fényviszonyok mellett vizsgáljuk meg, akkor a film színe szürke, de ha felveszünk egy napszemüveget, és polarizált lencséken keresztül nézzük meg, akkor bonyolult mintázatokat fedezhetünk fel rajta. Ráadásul, ha még meg is csavarjuk egy kicsit a filmréteget, akkor a színkontraszt látványosan megváltozik.

Az alkalmazási módoknak valóban csak a képzelet szab határokat. „A művészek szintén hasznát vehetik ennek a technológiának, és olyan lenyűgöző festményeket készíthetnek, amelyek teljesen másként néznek ki attól függően, hogy milyen irányból nézzük azokat,” – mondta Li. „Csodálatos lenne azt látni, ahogyan a munkánk során felhasznált tudomány összekapcsolódik a művészet szépségével.”

(Forrás: phys.org)

(Címfotó: karepet/Pixabay)