Nanomaterijal robotima donosi svojstva mijenjanja boje

Novorazvijeni film napravljen od nanočestica zlata mogao bi omogućiti robotima da prihvate vrstu kamuflaže i svojstva boje kože bića kao što su kameleoni i hobotnice. Materijal je sposoban promijeniti boju kao odgovor na bilo koju vrstu kretanja. 

Materijal su izradili znanstvenici s UC Riversidea i dokumentiran je u papir Objavljeno u Nature Communications lprošli tjedan.

Ovaj materijal se razlikuje od ostalih koji se koriste za oponašanje promjena boja u prirodi. Film se može mijenjati na temelju bilo koje vrste pokreta, uključujući savijanje i uvijanje. Ovaj bi se materijal mogao primijeniti na vanjsku stranu robota, omogućujući im da uđu u okruženja koja su opasna ili čak nemoguća za ljude. 

Neka od tih okruženja mogu uključivati ​​mjesta poput podvodnih pukotina u koje je iznimno teško ući. Još jedna od mogućih prednosti ovog materijala je da bi ga biolozi mogli koristiti za učenje o životinjama u tim okruženjima i pritiscima s kojima se suočavaju. 

Postoje i drugi materijali koji imaju svojstva mijenjanja boje na temelju kretanja, ali film od nanočestica zlata može se ispisati i programirati za prikaz složenih uzoraka. 

Nanomaterijali i magneti

Nanomaterijali su materijali koji su smanjeni da budu iznimno mali. Mogu biti veličine virusa, što je desetak nanometara u širinu i duljinu. Postoje neki specifični materijali, poput srebra i zlata, koji imaju svojstva mijenjanja boje na temelju veličine, oblika i smjera u kojem su okrenuti. 

“U našem slučaju, sveli smo zlato na šipke nano veličine. Znali smo da ako možemo natjerati štapiće da pokazuju u određenom smjeru, možemo kontrolirati njihovu boju,” rekao je Yadong Yin, profesor kemije. “Okrenuti na jednu stranu, mogli bi djelovati crveno. Pomakni ih za 45 stupnjeva i oni će postati zeleni.”

Jedan od izazova za istraživački tim bio je natjerati milijune zlatnih nanoštapića da plutaju u tekućoj otopini, kao i natjerati ih da pokazuju u istom smjeru i pokažu jednoliku boju. 

Kako bi to riješili, tim je uzeo veće zlatne magnetne nanošipke i spojio manje na njih. Par je zatim zatvoren u polimerni štit kako bi ih držao jedan pored drugog, a zatim su se mogli koristiti magneti kako bi se kontrolirala orijentacija obiju šipki.

“Kao da držite magnet iznad hrpe igala, sve su usmjerene u istom smjeru. Tako kontroliramo boju,” rekao je Yin.

Nanoštapići se osuše u tanki film i prestaju reagirati na magnete nakon što se njihova orijentacija fiksira na mjestu. 

"Ali, ako je film savitljiv, možete ga savijati i rotirati, i dalje ćete vidjeti različite boje kako se orijentacija mijenja", rekao je Yin.

Futuristički roboti i provjera autentičnosti valute

Glavni cilj je koristiti ovaj materijal na futurističkim robotima, ali postoje i druge primjene. Prema kemičaru s UC Riversidea Zhiweiju Liju, koji je prvi autor rada, film se može koristiti u čekovima ili gotovini i djelovati kao značajka za provjeru autentičnosti. Kad god je film izložen normalnom osvjetljenju, on je siv, ali kroz upotrebu polariziranih leća pojavljuju se složeni uzorci. Pokreti kao što je uvijanje također mogu promijeniti kontrast boja filma. 

Istraživački tim vidi beskrajnu količinu primjena. 

"Umjetnici bi mogli koristiti ovu tehnologiju za stvaranje fascinantnih slika koje se jako razlikuju ovisno o kutu iz kojeg se promatraju", rekao je Li. “Bilo bi divno vidjeti kako se znanost u našem radu može kombinirati s ljepotom umjetnosti.”