Un nanomatériau apporte des propriétés de changement de couleur aux robots

Un film nouvellement développé à base de nanoparticules d’or pourrait permettre aux robots d’adopter le type de camouflage et de propriétés de couleur de la peau des créatures telles que les caméléons et les poulpes. Le matériau est capable de changer de couleur en réponse à tout type de mouvement.

Le matériau a été créé par des scientifiques de l’UC Riverside et a été documenté dans un article publié dans Nature Communications la semaine dernière.

Ce matériau est différent des autres utilisés pour imiter le changement de couleur dans la nature. Le film est capable de changer en fonction de tout type de mouvement, y compris la flexion et la torsion. Ce matériau pourrait être appliqué à l’extérieur des robots, leur permettant d’entrer dans des environnements dangereux ou même impossibles pour les humains.

Certains de ces environnements pourraient inclure des endroits tels que des fissures sous-marines extrêmement difficiles à pénétrer. Un autre avantage possible de ce matériau est que les biologistes pourraient l’utiliser pour étudier les animaux dans ces environnements et les pressions qu’ils subissent.

Il existe d’autres matériaux qui ont des propriétés de changement de couleur basées sur le mouvement, mais le film de nanoparticules d’or peut être imprimé et programmé pour afficher des motifs complexes.

Nanomatériaux et aimants

Les nanomatériaux sont des matériaux qui ont été réduits à une taille extrêmement petite. Ils peuvent être de la taille d’un virus, soit environ quelques dizaines de nanomètres de largeur et de longueur. Il existe certains matériaux, tels que l’argent et l’or, qui ont des propriétés de changement de couleur basées sur la taille, la forme et la direction qu’ils affrontent.

“Dans notre cas, nous avons réduit l’or à des barres de taille nanométrique. Nous savions que si nous pouvions faire pointer les barres dans une direction particulière, nous pouvions contrôler leur couleur”, a déclaré Yadong Yin, professeur de chimie. “En face d’une direction, ils pourraient apparaître rouges. Déplacez-les de 45 degrés, et ils changent en vert.”

L’un des défis pour l’équipe de recherche était d’obtenir des millions de barres de nanorods d’or à flotter dans une solution liquide, ainsi que de les faire pointer toutes dans la même direction et d’afficher une couleur uniforme.

Pour contourner cela, l’équipe a pris les barres de nanorods d’or plus grandes et a fusionné des plus petites sur elles. La paire a ensuite été encapsulée dans un bouclier de polymère pour les maintenir côte à côte, puis des aimants ont pu être utilisés pour contrôler l’orientation des deux barres.

“Comme si vous teniez un aimant au-dessus d’un tas d’aiguilles, elles pointent toutes dans la même direction. C’est ainsi que nous contrôlons la couleur”, a déclaré Yin.

Les nanorods sont séchés en un film mince et cessent de répondre aux aimants après que leur orientation ait été fixée.

“Mais, si le film est flexible, vous pouvez le plier et le faire tourner, et vous verrez toujours différentes couleurs à mesure que l’orientation change”, a déclaré Yin.

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Robots futuristes et authentification de la monnaie

L’objectif principal est d’utiliser ce matériau sur des robots futuristes, mais il existe d’autres applications. Selon le chimiste de l’UC Riverside Zhiwei Li, qui est le premier auteur de l’article, le film peut être utilisé dans les chèques ou les billets et agir comme une fonction d’authentification. Lorsque le film est exposé à la lumière normale, il est gris, mais à l’aide de lentilles polarisées, des motifs élaborés apparaissent. Le mouvement, tel que la torsion, peut également changer le contraste de couleur du film.

L’équipe de recherche voit un nombre infini d’applications.

“Les artistes pourraient utiliser cette technologie pour créer des peintures fascinantes qui sont très différentes en fonction de l’angle sous lequel elles sont vues”, a déclaré Li. “Ce serait merveilleux de voir comment la science dans notre travail pourrait être combinée avec la beauté de l’art.”