Наноматеріал надає кольорові властивості роботам

Недавно розроблений фільм з наночастинок золота може дозволити роботам приймати камуфляж і властивості шкіри тварин, таких як хамелеони і восьминоги. Матеріал здатний змінювати колір у відповідь на будь-який тип руху.

Матеріал був створений вченими Університету Каліфорнії в Ріверсайді і був задокументований в статті, опублікованій в Nature Communications останнього тижня.

Цей матеріал відрізняється від інших, які використовуються для імітації зміни кольору в природі. Фільм здатний змінюватися залежно від будь-якого типу руху, включаючи згинання і скручування. Цей матеріал може бути застосований до зовнішньої частини роботів, що дозволить їм входити в середовища, які є небезпечними або навіть неможливими для людей.

Деякі з цих середовищ можуть включати місця, такі як підводні тріщини, які дуже важко входити. Іншою з можливих переваг цього матеріалу є те, що біологи можуть використовувати його для вивчення тварин в цих середовищах і тисків, з якими вони стикаються.

Є інші матеріали, які мають властивості зміни кольору залежно від руху, але фільм з наночастинок золота може бути надрукований і запрограмований для відображення складних узорів.

Наноматеріали і магніти

Наноматеріали – це матеріали, які були зменшені до дуже маленького розміру. Вони можуть бути розміром з вірусом, який становить десятки нанометрів у ширину і довжину. Є деякі конкретні матеріали, такі як срібло і золото, які мають властивості зміни кольору залежно від розміру, форми і напрямку, в якому вони розташовані.

“У нашому випадку ми зменшували золото до нанорозміру. Ми знали, що якщо ми зможемо зробити ці палочки вказувати в певному напрямку, ми зможемо контролювати їхній колір”, сказав Yadong Yin, професор хімії. “Якщо вони вказують в одному напрямку, вони можуть виглядати червоними. Змініть їх на 45 градусів, і вони змінюють колір на зелений.”

Одним з викликів для дослідницької групи було отримати мільйони нанопаличок золота, щоб вони плавали в рідкому розчині, а також зробити так, щоб вони всі вказували в одному напрямку і відображали однорідний колір.

Щоб обійти це, група взяла більші магнітні нанопалички золота і спаювала з ними менші. Пару потім було вкрито полімерним щитом, щоб вони залишалися поруч, а потім магніти могли бути використані для контролю напрямку обох паличок.

“Як і якщо ви тримаєте магніт над купою голок, вони всі вказують в одному напрямку. Так ми контролюємо колір”, сказав Yin.

Нанопалички висихають у тонкий фільм і перестають реагувати на магніти після того, як їх напрямок буде зафіксований.

“Але якщо фільм гнучкий, ви можете згинати і повертати його, і все одно побачите різні кольори, оскільки напрямок змінюється”, сказав Yin.

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

Футуристичні роботи і автентифікація валюти

Основною метою є використання цього матеріалу на футуристичних роботах, але є інші застосування. За словами хіміка Університету Каліфорнії в Ріверсайді Zhiwei Li, який є першим автором статті, фільм може бути використаний у чеках або готівці і діяти як функція автентифікації. Коли фільм піддається звичайному освітленню, він сірий, але за допомогою поляризованих лінз з’являються складні узори. Рух, такий як скручування, також може змінити контраст кольору фільму.

Дослідницька група бачить безкінечну кількість застосувань.

“Художники можуть використовувати цю технологію для створення фантастичних картин, які сильно відрізняються залежно від кута, під яким вони розглядаються”, сказав Li. “Було б чудово побачити, як наука в нашій роботі могла бути поєднана з красою мистецтва.”