Ученые создали искусственную версию камуфляжа кальмаров

22.02.2022 09:31

Исследователи Пенсильванского университета разработали искусственную версию клеток осьминогов и кальмаров, которые позволяют морским существам соответствовать цветам и узорам окружающей среды и мгновенно исчезать, передает FaceNews.ua. Ученые считают, что это может привести к новым применениям камуфляжа в робототехнике, архитектуре и других областях, таких как криптография и оптика, сообщает Independent.

В своем исследовании, инженеры использовали тонкие гибкие мембраны, сделанные из полимерной сети жидких кристаллов, для создания искусственного хроматофора, который может мгновенно менять цвет от ближнего инфракрасного до видимого и ультрафиолетового по команде.

Мембраны расположены над крошечными полостями, размещенными в виде сетки, каждая из которых может быть надута до точного давления, и по мере надувания полости мембрана растягивается, уменьшая свою толщину и изменяя свой видимый цвет, отмечается в исследовании.

В то время как изменяющие цвет материалы, которые используют аналогичные механизмы, должны были быть деформированы на 75 процентов, чтобы изменить цвет с красного на синий, новые мембраны требуют давления, эквивалентного легкому прикосновению, чтобы изменить их цвет на любой в пределах видимого спектра.

Более ранние конструкции, включающие этот механизм, было невозможно использовать в установках с фиксированными размерами, таких как дисплеи или окна, но поскольку искусственным хроматофорам требуется менее 20-процентной деформации, ученые полагают, что их можно расположить как пиксели на ЖК-мониторе.

"Глядя на то, как у некоторых животных развился их структурный цвет, мы поняли, что у них есть эластичные клетки, которые работают как пиксели на дисплее, и что мы потенциально можем использовать аналогичный подход", — говорит ведущий автор исследования Шу Янг.

Технология основана на явлении, при котором крылья бабочки и павлиньи перья имеют более яркую радужность, чем те, которые обеспечивают цвета на основе пигментов или красителей. Это явление структурной окраски, возникающее при взаимодействии света с микроскопическими элементами поверхности, воссоздано в исследовании с использованием жидких кристаллов.

Когда полость в дисплее раздувается, его мембрана растягивается. Это уменьшает шаг жидкого кристалла внутри мембраны и изменяет длину волны света, отражаемого на наблюдателя. Записав точное давление, необходимое для придания каждому из искусственных хроматофоров желаемого цвета, инженеры смогли запрограммировать их, как пиксели на дисплее.

"Я хотел получить красный, зеленый и синий цвета одновременно с помощью простой операции, поэтому я соединил полости разной ширины с одним и тем же воздушным каналом. Это означает, что, несмотря на одинаковое давление, степень деформации и цвет варьируются от пикселя к пикселю, что снижает сложность всего устройства", — пояснил соавтор исследования Ким Се-Ум.