RMF 24: Sztuczna skóra "umie" zmieniać kolor
Naukowcy i inżynierowie University of California w Berkeley skonstruowali sztuczną "skórę", która podobnie, jak skóra kameleona może zmieniać kolor. Jak pisze w najnowszym numerze czasopismo "Optica", zmiana barwy następuje w wyniku przyłożenia do nowego materiału niewielkiej siły. Technologia może znaleźć liczne zastosowania, od tworzenia nowych ekranów, przez zmieniający barwy kamuflaż, po czujniki wykrywające uszkodzenia budowli, czy części maszyn.
Kalifornijczycy podpatrzyli sztuczkę "wymyśloną" przez naturę na potrzeby kameleona czy niektórych owadów. Podobnie jak ów gad postanowili wykorzystać do zmian koloru powierzchni nie barwniki, ale nanocząsteczkowych rozmiarów struktury, których ułożenie wpływa na częstotliwości pochłanianego i odbijanego promieniowania. Takie struktury, o rozmiarach mniejszych niż długość fali światła wytrawili w tysiące razy cieńszej od ludzkiego włosa warstwie silikonu. Jej naciąganie lub wyginanie pozwala zmieniać barwę odbijanego światła.
Ponieważ o częstotliwości i związanej z tym barwie odbijanego światła decyduje odstęp miedzy tymi rowkami, naukowcy przewidywali, że przez zmiany tej odległości związane z naciąganiem materiału będzie można te kolory zmieniać. Wcześniejsze próby nie kończyły się sukcesem, bowiem rowki były wycinane albo w materiałach słabo odbijających światło, albo zbyt grubych i sztywnych, by można je było w łatwy i precyzyjny sposób wyginać i naciągać.
Przełom przyniosło wykorzystanie do tworzenia oddziałujących ze światłem struktur warstwy półprzewodnikowego krzemu o grubości około 120 nanometrów, nałożonych na warstwę silikonu. Testy wykazały, że taki układ pozwala na precyzyjne dobranie kolorów i odbija nawet 83 procent padającego nań światła.
Dość oczywiste wydaje się wykorzystanie takiego materiału do tworzenia różnego rodzaju ekranów, czy zmieniających barwę kamuflaży, ale z technicznego punktu widzenia najciekawsza wydaje się możliwość kontroli naprężeń. Budowle, czy na przykład samoloty pokryte w pewnych fragmentach takim materiałem mogą zdradzić nawet najdrobniejsze, nieprzewidywane uszkodzenia i deformacje.
Na razie udało się stworzyć materiał umożliwiający zmianę częstotliwości światła w zakresie około 39 nanometrów, od zieleni, przez kolor żółty, pomarańczowy do czerwonego. Naukowcom udało się przygotować go w rozmiarze około centymetra kwadratowego, na produkcję w ilości niezbędnej do praktycznych zastosowań trzeba będzie jeszcze poczekać.
