Пленка из наночастиц золота меняет цвет в ответ на любое движение. Ее уникальные качества могут позволить роботам имитировать хамелеонов и осьминогов, сообщается в пресс-релизе Калифорнийского университета в Риверсайде (США). Ученые описали свою разработку в журнале Nature Communications.
В отличие от других материалов, которые пытаются имитировать природные изменения цвета, новый наноматериал может реагировать на любые движения, такие как изгиб или скручивание. Покрытые им роботы могут проникать в места, которые могут быть опасными или недоступными для человека, и передавать информацию об этом месте исходя из цвета, какой он примет при движении.
Например, замаскированный робот может проникнуть в труднодоступные подводные щели. Если робот меняет цвет, биологи могут узнать о давлении, с которым сталкиваются животные, которые живут в этих условиях.
Хотя некоторые другие изменяющие цвет материалы также могут реагировать на движение, этот можно распечатать и запрограммировать для отображения различных сложных рисунков, которые трудно воспроизвести.
Наноматериалы – это материалы, которые были уменьшены до чрезвычайно малого масштаба – десятков нанометров в ширину и длину. Размером они сравнимы с вирусом. Когда такие материалы, как серебро или золото, становятся меньше, их цвет меняется в зависимости от их размера, формы и направления, в котором они стоят. Золотые наностержни, направленные в одном направлении, могут показаться, например, красными. А если повернуть их на 45 градусов – зелеными.
Проблема, с которой столкнулась исследовательская группа, заключалась в том, как взять миллионы золотых наностержней, плавающих в жидком растворе, и заставить их всех указывать в одном направлении для отображения однородного цвета.
Решение они нашли в том, чтобы соединить меньшие магнитные наностержни с большими золотыми. Два стержня разного размера были заключены в полимерный экран так, чтобы они находились рядом. Таким образом, ориентация обоих стержней может контролироваться магнитами. Это похоже на то, как мы держим магнит над иголками – и они все указывают в одном направлении.
Как только наностержни «высушены» в тонкую пленку, их положение фиксируется на месте, и они больше не реагируют на магниты. Но если пленка гибкая, мы можем согнуть и повернуть ее – и при изменении ориентации все равно увидим разные цвета.
Природные структуры, такие как крылья бабочки, блестящие и красочные под определенными углами, также могут менять цвет при просмотре под другими углами. Однако эти биологические материалы основаны на точно упорядоченных микроструктурах, которые сложно и дорого наносить на поверхность большой площади. Новой же пленкой можно покрыть поверхность объекта любого размера так же легко, как нанести аэрозольную краску на дом.
[Фото: UCR/Yadong Yin]
