Vật liệu Nano mang lại tính chất thay đổi màu cho Robot

Một loại phim mới được phát triển từ các hạt nano vàng có thể cho phép robot có được khả năng ngụy trang và thay đổi màu da như các loài động vật như tắc kè và bạch tuộc. Vật liệu này có thể thay đổi màu sắc khi phản ứng với bất kỳ loại chuyển động nào.

Vật liệu này được tạo ra bởi các nhà khoa học tại UC Riverside và được ghi lại trong một bài báo được xuất bản trên Nature Communications tuần trước.

Vật liệu này khác với các vật liệu khác được sử dụng để mô phỏng sự thay đổi màu sắc trong tự nhiên. Phim này có thể thay đổi dựa trên bất kỳ loại chuyển động nào, bao gồm cả việc uốn cong và xoắn. Vật liệu này có thể được áp dụng lên bề mặt của robot, cho phép chúng vào các môi trường nguy hiểm hoặc thậm chí không thể tiếp cận được đối với con người.

Một số môi trường như vậy có thể bao gồm các khe nước dưới biển rất khó tiếp cận. Một trong những lợi ích có thể của vật liệu này là các nhà sinh vật học có thể sử dụng nó để nghiên cứu về các loài động vật trong những môi trường này và áp lực mà chúng phải đối mặt.

Có các vật liệu khác có tính chất thay đổi màu sắc dựa trên chuyển động, nhưng phim các hạt nano vàng này có thể được in và lập trình để hiển thị các mẫu phức tạp.

Vật liệu Nano và Nam châm

Vật liệu nano là vật liệu đã được giảm xuống kích thước cực nhỏ. Chúng có thể có kích thước như một virus, khoảng vài chục nanomet ở chiều rộng và chiều dài. Có một số vật liệu cụ thể, như bạc và vàng, có tính chất thay đổi màu sắc dựa trên kích thước, hình dạng và hướng mà chúng đối mặt.

“Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đã giảm vàng xuống kích thước nano. Chúng tôi biết rằng nếu chúng tôi có thể làm cho các thanh nano này chỉ theo một hướng nhất định, chúng tôi có thể kiểm soát màu sắc của chúng,” Yadong Yin, một giáo sư hóa học, cho biết. “Khi đối mặt với một hướng, chúng có thể xuất hiện màu đỏ. Di chuyển chúng 45 độ, và chúng thay đổi sang màu xanh lá cây.”

Một trong những thách thức đối với nhóm nghiên cứu là làm cho hàng triệu thanh nano vàng này nổi trong một dung dịch lỏng, cũng như làm cho tất cả chúng chỉ theo một hướng và hiển thị màu sắc đồng nhất.

Để vượt qua điều này, nhóm nghiên cứu đã lấy các thanh nano vàng lớn hơn và gắn các thanh nhỏ hơn vào chúng. Cặp này sau đó được bao phủ trong một lớp bảo vệ polymer để giữ chúng bên cạnh nhau, và sau đó các nam châm có thể được sử dụng để kiểm soát hướng của cả hai thanh.

“Giống như khi bạn giữ một nam châm trên một đống kim, chúng tất cả đều chỉ theo một hướng. Đó là cách chúng tôi kiểm soát màu sắc,” Yin cho biết.

Các thanh nano được sấy khô thành một lớp mỏng và ngừng phản ứng với nam châm sau khi hướng của chúng được cố định.

“Nhưng, nếu lớp phim này linh hoạt, bạn có thể uốn cong và xoắn nó, và vẫn sẽ thấy các màu sắc khác nhau khi hướng thay đổi,” Yin cho biết.

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

Robot Tương lai và Xác thực Tiền tệ

Mục tiêu chính là sử dụng vật liệu này trên các robot tương lai, nhưng cũng có các ứng dụng khác. Theo Zhiwei Li, một nhà hóa học tại UC Riverside, người đầu tiên viết bài báo, lớp phim này có thể được sử dụng trong các séc hoặc tiền mặt và hoạt động như một tính năng xác thực. Khi lớp phim này được tiếp xúc với ánh sáng thông thường, nó sẽ có màu xám, nhưng thông qua việc sử dụng các ống kính phân cực, các mẫu phức tạp sẽ xuất hiện. Chuyển động như xoắn cũng có thể thay đổi độ tương phản màu của lớp phim.

Nhóm nghiên cứu thấy một số lượng ứng dụng không giới hạn.

“Các nghệ sĩ có thể sử dụng công nghệ này để tạo ra các bức tranh thú vị khác nhau tùy thuộc vào góc độ mà chúng được xem,” Li cho biết. “Sẽ rất tuyệt nếu thấy cách khoa học trong công việc của chúng tôi có thể được kết hợp với vẻ đẹp của nghệ thuật.”