Nanomaterial traz propriedades de mudança de cor para robôs

Um novo filme desenvolvido, feito de nanopartículas de ouro, pode permitir que robôs adotem o tipo de camuflagem e propriedades de cor da pele de criaturas como camaleões e polvos. O material é capaz de mudar de cor em resposta a qualquer tipo de movimento.

O material foi criado por cientistas da UC Riverside e foi documentado em um artigo publicado em Nature Communications na semana passada.

Esse material é diferente dos outros que são usados para imitar a mudança de cor na natureza. O filme é capaz de mudar com base em qualquer tipo de movimento, incluindo flexão e torção. Esse material pode ser aplicado na parte externa de robôs, permitindo que eles entrem em ambientes que são perigosos ou impossíveis para humanos.

Alguns desses ambientes podem incluir lugares como fissuras submarinas que são extremamente difíceis de entrar. Outro dos possíveis benefícios desse material é que biólogos podem usá-lo para aprender sobre animais nesses ambientes e as pressões que eles enfrentam.

Existem outros materiais que têm propriedades de mudança de cor com base no movimento, mas o filme de nanopartículas de ouro é capaz de ser impresso e programado para exibir padrões complexos.

Nanomateriais e Ímãs

Nanomateriais são materiais que foram reduzidos a serem extremamente pequenos. Eles podem ter o tamanho de um vírus, que é de cerca de dezenas de nanômetros de largura e comprimento. Existem alguns materiais específicos, como prata e ouro, que têm propriedades de mudança de cor com base no tamanho, forma e direção que eles enfrentam.

“No nosso caso, reduzimos o ouro a barras nano-tamanho. Sabíamos que se pudéssemos fazer as barras apontarem em uma direção específica, poderíamos controlar a cor”, disse Yadong Yin, um professor de química. “Olhando para uma direção, elas podem parecer vermelhas. Mova-as 45 graus, e elas mudam para verde.”

Um dos desafios para a equipe de pesquisa foi fazer com que milhões de barras de ouro nano-tamanho flutassem em uma solução líquida, bem como fazer com que elas todas apontassem na mesma direção e exibissem uma cor uniforme.

Para contornar isso, a equipe pegou as barras de ouro magnéticas maiores e fundiu barras menores nelas. O par foi então encapsulado em um escudo de polímero para mantê-los lado a lado, e então ímãs puderam ser usados para controlar a orientação das barras.

“Assim como se você segurar um ímã sobre um monte de agulhas, elas todas apontam na mesma direção. É assim que controlamos a cor”, disse Yin.

As barras são secas em um filme fino e param de responder a ímãs após a orientação ser fixada no lugar.

“Mas, se o filme for flexível, você pode dobrá-lo e girá-lo, e ainda verá cores diferentes à medida que a orientação muda”, disse Yin.

https://www.youtube.com/watch?v=-tCWfe6vbY8

Robôs Futuristas e Autenticação de Moeda

O objetivo principal é usar esse material em robôs futuristas, mas existem outras aplicações também. De acordo com o químico da UC Riverside Zhiwei Li, que é o primeiro autor do artigo, o filme pode ser usado em cheques ou dinheiro e atuar como uma característica de autenticação. Sempre que o filme é exposto à iluminação normal, ele é cinza, mas com o uso de lentes polarizadas, padrões elaborados aparecem. Movimentos como torção também podem mudar o contraste de cor do filme.

A equipe de pesquisa vê uma quantidade infinita de aplicações.

“Artistas podem usar essa tecnologia para criar pinturas fascinantes que são drasticamente diferentes dependendo do ângulo de visão”, disse Li. “Seria maravilhoso ver como a ciência em nosso trabalho pode ser combinada com a beleza da arte.”