Морская фауна вдохновила ученых на создание инновационных умных материалов

Реклама

Новые материалы, разработанные в университете Коннектикута, могут менять внешний вид и возвращаться в исходное состояние, как кальмары или медузы, вдохновившие авторов на этот проект.

Исследование было опубликовано в Nature Communications. Тянущиеся, тонкие и немного мягкие материалы, разработанные Люи Саном, могут использоваться в умных окнах, оптике и технологии шифрования, говорится в статье phys.org.

«В море живет несколько существ, способных быстро и умело менять структуру и цвет кожи, — комментирует адъюнкт-профессор Сан. – В этой работе мы изучали 2 примера, кальмара и медузу, чтобы создать различные механически реагирующие устройства».

Кожа медузы гладкая и прозрачная большую часть времени. Но сморщивание приводит к деформации, не позволяющей видеть сквозь нее. Суншань Зенг, первый автор работы, рассматривает реакцию как защитный механизм. Кальмар, в свою очередь, способен менять цвет кожи, сокращая мышцы и воздействуя на пигментные клетки.

Исследователи попытались сымитировать эти качества, чтобы разработать материалы с аналогичными свойствами. Они начали с тонкой жесткой пленки, на которой закрепили более толстый слой мягкого, тянущегося эластомера. При растягивании на подложке образовывались трещины и отверстия, увеличивающиеся в зависимости от усилия. Изменение структуры поверхности влияло на прозрачность материала.

На основе данных свойств ученые создали 3 образца. Меняя характеристики жесткого и тянущегося слоя за счет добавления красящих, люминесцентных или отражающих составов, они добились разных результатов. В одном случае материал начинал светиться при растягивании. В другом – менял цвет. Сейчас исследователи занимаются модификацией полученных материалов.

«Существующим структурам для активации требуется ультрафиолет, — говорит Зенг. – Но мы хотим, чтобы материал мог менять цвет под действием дневного света».