Наноматериал придаёт роботам способность менять цвет

Недавно разработанная плёнка из золотых наночастиц может позволить роботам приобретать способность к камуфляжу и изменению цвета кожи, подобно хамелеонам и осьминогам. Материал способен менять цвет в ответ на любое движение.

Материал был создан учёными Университета Калифорнии в Риверсайде и был задокументирован в статье, опубликованной в Nature Communications на прошлой неделе.

Этот материал отличается от других, используемых для имитации смены цвета в природе. Плёнка может менять цвет в ответ на любое движение, включая изгиб и скручивание. Этот материал может быть применён к внешней поверхности роботов, позволяя им проникать в среды, опасные или недоступные для человека.

Некоторые из этих сред могут включать места, такие как подводные трещины, которые чрезвычайно трудно доступны. Другой возможный преимущество этого материала заключается в том, что биологи могут использовать его для изучения животных в этих средах и давления, которое они испытывают.

Существуют другие материалы, обладающие свойствами смены цвета в зависимости от движения, но плёнка из золотых наночастиц может быть напечатана и запрограммирована для отображения сложных узоров.

Наноматериалы и магниты

Наноматериалы – это материалы, которые были уменьшены до чрезвычайно малого размера. Они могут быть размером с вирус, который составляет около десятков нанометров в ширину и длину. Существуют некоторые конкретные материалы, такие как серебро и золото, которые обладают свойствами смены цвета в зависимости от размера, формы и направления, в котором они находятся.

“В нашем случае мы уменьшили золото до наноразмерных стержней. Мы знали, что если мы сможем сделать стержни указывать в определённом направлении, мы сможем контролировать их цвет”, – сказал Yadong Yin, профессор химии. “Если они указывают в одном направлении, они могут казаться красными. Если мы повернём их на 45 градусов, они изменят цвет на зелёный.”

Одной из задач для исследовательской команды было получить миллионы золотых наностержней, плавающих в жидком растворе, а также сделать так, чтобы они все указывали в одном направлении и отображали единый цвет.

Чтобы обойти эту проблему, команда взяла более крупные золотые магнитные наностержни и спаяла с ними более мелкие. Затем пара была заключена в полимерный щит, чтобы сохранить их рядом, и затем магниты могли быть использованы для контроля ориентации обоих стержней.

“Как если бы вы держали магнит над кучей иголок, они все указывают в одном направлении. Вот как мы контролируем цвет”, – сказал Yin.

Наностержни высушиваются в тонкую плёнку и перестают реагировать на магниты после того, как их ориентация фиксируется.

“Но если плёнка гибкая, вы можете согнуть и повернуть её, и всё равно увидите разные цвета, когда ориентация меняется”, – сказал Yin.

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

Футуристические роботы и аутентификация валюты

Основная цель – использовать этот материал на футуристических роботах, но есть и другие применения. Согласно химику Университета Калифорнии в Риверсайде Zhiwei Li, который является первым автором статьи, плёнка может быть использована в чеках или наличных как функция аутентификации. Когда плёнка подвергается обычному освещению, она серая, но с помощью поляризованных линз появляются сложные узоры. Движения, такие как скручивание, также могут изменить контраст цвета плёнки.

Исследовательская команда видит бесконечное количество применений.

“Художники могут использовать эту технологию для создания fasciniruyuschih картин, которые сильно различаются в зависимости от угла, под которым они рассматриваются”, – сказал Li. “Было бы замечательно увидеть, как наука в нашей работе может быть объединена с красотой искусства.”