Gráfico que muestra la respuesta del color de la película de nanovarillas de oro a la torsión. Crédito:UCR / Yadong Yin
Una nueva película hecha de nanopartículas de oro cambia de color en respuesta a cualquier tipo de movimiento. Sus cualidades sin precedentes podrían permitir a los robots imitar camaleones y pulpos, entre otras aplicaciones futuristas.
A diferencia de otros materiales que intentan emular los cambiadores de color de la naturaleza, éste puede responder a cualquier tipo de movimiento, como doblarse o torcerse. Los robots recubiertos con él podrían ingresar a espacios que podrían ser peligrosos o imposibles para los humanos, y ofrecer información basándose únicamente en su apariencia.
Por ejemplo, un robot camuflado podría entrar en grietas submarinas de difícil acceso. Si el robot cambia de color, Los biólogos podrían aprender sobre las presiones a las que se enfrentan los animales que viven en estos entornos.
Aunque algunos otros materiales que cambian de color también pueden responder al movimiento, éste se puede imprimir y programar para mostrar diferentes, patrones complejos que son difíciles de replicar. Los científicos de UC Riverside que crearon este nanomaterial documentaron su proceso en un Comunicaciones de la naturaleza artículo publicado la semana pasada.
Los nanomateriales son simplemente materiales que se han reducido a una escala extremadamente pequeña:decenas de nanómetros de ancho y largo, o, aproximadamente del tamaño de un virus. Cuando materiales como la plata o el oro se vuelven más pequeños, sus colores cambiarán según su tamaño, forma, y la dirección en la que miran.
"En nuestro caso, redujimos el oro a varillas de tamaño nanométrico. Sabíamos que si podíamos hacer que las varillas apuntasen en una dirección particular, podríamos controlar su color, "dijo el profesor de química Yadong Yin." Mirando hacia un lado, pueden aparecer rojas. Muévelos 45 grados, y cambian a verde ".
El problema al que se enfrentaba el equipo de investigación era cómo tomar millones de nanobarras de oro flotando en una solución líquida y hacer que todas apuntaran en la misma dirección para mostrar un color uniforme.
Su solución fue fusionar nanobarras magnéticas más pequeñas sobre las más grandes de oro. Las dos varillas de diferentes tamaños se encapsularon en un escudo de polímero, para que permanecieran uno al lado del otro. De esa manera, la orientación de ambas varillas podría controlarse mediante imanes.
"Al igual que si sostienes un imán sobre un montón de agujas, todos apuntan en la misma dirección. Así es como controlamos el color "Dijo Yin.
El material nuevo con respuestas colorimétricas programables puede comportarse más como pieles de animales. Crédito:Universidad de California - Riverside
Una vez que las nanovarillas se secan en una película delgada, su orientación está fija en su lugar y ya no responden a los imanes. "Pero, si la película es flexible, puedes doblarlo y rotarlo, y seguirá viendo diferentes colores a medida que cambia la orientación, "Dijo Yin.
Otros materiales, como alas de mariposa, son brillantes y coloridos en ciertos ángulos, y también puede cambiar de color cuando se ve desde otros ángulos. Sin embargo, esos materiales se basan en microestructuras ordenadas con precisión, que son difíciles y costosos de hacer para grandes áreas. Pero esta nueva película se puede hacer para cubrir la superficie de un objeto de cualquier tamaño tan fácilmente como aplicar pintura en aerosol en una casa.
Aunque los robots futuristas son la última aplicación de esta película, se puede utilizar de muchas otras formas. El químico de UC Riverside, Zhiwei Li, el primer autor de este artículo, Explicó que la película se puede incorporar en cheques o efectivo como una característica de autenticación. Bajo iluminación normal, la pelicula es gris, pero cuando te pones las gafas de sol y lo miras a través de lentes polarizados, Se pueden ver patrones elaborados. Además, el contraste de color de la película puede cambiar drásticamente si gira la película.
Las aplicaciones, De hecho, solo están limitados por la imaginación. "Los artistas podrían utilizar esta tecnología para crear pinturas fascinantes que son tremendamente diferentes según el ángulo desde el que se miren, "Dijo Li." Sería maravilloso ver cómo la ciencia en nuestro trabajo podría combinarse con la belleza del arte ".