Nanomaterial que cambia de color trae propiedades de camuflaje a los robots

Un nuevo filme desarrollado a partir de nanopartículas de oro podría permitir que los robots adopten el tipo de camuflaje y propiedades de cambio de color de la piel de criaturas como los camaleones y los pulpos. El material es capaz de cambiar de color en respuesta a cualquier tipo de movimiento.

El material fue creado por científicos de la Universidad de California en Riverside y se documentó en un artículo publicado en Nature Communications la semana pasada.

Este material es diferente a los demás que se utilizan para imitar el cambio de color en la naturaleza. El filme es capaz de cambiar basándose en cualquier tipo de movimiento, incluyendo doblado y torsión. Este material podría aplicarse en el exterior de los robots, lo que les permitiría entrar en entornos peligrosos o incluso imposibles para los humanos.

Algunos de estos entornos podrían incluir lugares como grietas submarinas que son extremadamente difíciles de entrar. Otra de las posibles ventajas de este material es que los biólogos podrían utilizarlo para aprender sobre los animales en estos entornos y las presiones que enfrentan.

Hay otros materiales que tienen propiedades de cambio de color basadas en el movimiento, pero el filme de nanopartículas de oro es capaz de ser impreso y programado para mostrar patrones complejos.

Nanomateriales y imanes

Los nanomateriales son materiales que han sido reducidos a ser extremadamente pequeños. Pueden ser del tamaño de un virus, que es de unos pocos nanómetros de ancho y largo. Hay algunos materiales específicos, como la plata y el oro, que tienen propiedades de cambio de color basadas en el tamaño, la forma y la dirección en la que se enfrentan.

“En nuestro caso, redujimos el oro a barras de tamaño nano. Sabíamos que si podríamos hacer que las barras apuntaran en una dirección específica, podríamos controlar su color”, dijo Yadong Yin, profesor de química. “Si se enfrentan en una dirección, podrían parecer rojas. Mueve them 45 grados, y cambian a verde”.

Uno de los desafíos para el equipo de investigación fue lograr que millones de barras de oro de tamaño nano flotaran en una solución líquida, así como hacer que todas apuntaran en la misma dirección y mostraran un color uniforme.

Para sortear esto, el equipo tomó las barras de oro más grandes y fusionó barras más pequeñas en ellas. La pareja fue entonces encapsulada en un escudo de polímero para mantenerlas lado a lado, y luego se utilizaron imanes para controlar la orientación de ambas barras.

“Al igual que si sostienes un imán sobre un montón de agujas, todas apuntan en la misma dirección. Esa es la forma en que controlamos el color”, dijo Yin.

Las barras de oro se secan en una delgada capa y dejan de responder a los imanes después de que su orientación se fija en su lugar.

“Pero, si la capa es flexible, puedes doblarla y rotarla, y todavía verás diferentes colores a medida que la orientación cambia”, dijo Yin.

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Robots futuristas y autenticación de moneda

El objetivo principal es utilizar este material en robots futuristas, pero hay otras aplicaciones también. Según el químico de la Universidad de California en Riverside Zhiwei Li, quien es el primer autor del artículo, el filme puede ser utilizado en cheques o efectivo y actuar como una característica de autenticación. Cuando el filme se expone a la iluminación normal, es gris, pero mediante el uso de lentes polarizadas, aparecen patrones elaborados. El movimiento, como el giro, también puede cambiar el contraste de color del filme.

El equipo de investigación ve una cantidad interminable de aplicaciones.

“Los artistas podrían utilizar esta tecnología para crear pinturas fascinantes que son muy diferentes dependiendo del ángulo desde el que se ven”, dijo Li. “Sería maravilloso ver cómo la ciencia en nuestro trabajo podría combinarse con la belleza del arte”.