¿Qué tienen en común la piel de calamar y medusa con la piel humana? Los tres han inspirado a un equipo de químicos para crear materiales que cambian de color o textura en respuesta a las variaciones en su entorno. Estos materiales podrían usarse para encriptar mensajes secretos, creandosuperficies antideslumbrantes, o detectar humedad o daños, dicen.
Los investigadores presentarán su trabajo hoy en la 252ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
"Nuestros materiales experimentales usan grietas, pliegues o arrugas para imitar la ingeniería de la superficie de la piel", dice Luyi Sun, Ph.D., quien dirige la investigación. "Estos nuevos materiales son únicos porque cambian de color o transparencia cuando 're estirado o expuesto a la humedad "
Los dedos humanos se arrugan cuando han estado sumergidos en agua por un tiempo. Pero la piel de las medusas también puede arrugarse, dice el estudiante graduado de Sun, Songshan Zeng. "Cuando tienen miedo, algunos tipos de medusas forman una superficie arrugada que es opaca yadvierte a los depredadores ", dice Zeng, quien tiene un papel principal en el proyecto." Esa misma superficie es transparente cuando es plana ". Aún más impresionante es la reacción de un calamar cuando se sobresalta: los músculos de su piel se contraen, exponiendo colorespigmentos que sirven de camuflaje.
El equipo de Sun y su colaborador, Dianyun Zhang, Ph.D., todos en la Universidad de Connecticut, estudiaron estos tres tipos de piel para determinar cómo la ingeniería de superficie altera sus propiedades en respuesta a los cambios en el medio ambiente. Los investigadores replicaronlas superficies arrugadas colocando una película delgada y rígida de alcohol polivinílico sobre una base gomosa de polidimetilsiloxano PDMS. "Al igual que la piel de los dedos, cuando parte de la película está expuesta a la humedad, se hincha ligeramente y genera arrugas", dice Sun.La parte arrugada de la película es opaca, se puede usar para formar patrones, como letras, que aparecen cuando se humedece la película. Sun señala que es uno de los pocos equipos que estudian la dinámica de las arrugas inducidas por la humedad, incluyendocuánto duran y cómo revertirlos.
La presencia y el grado de reticulación entre las cadenas de polímeros en la película delgada dicta si la arruga es reversible. Por un lado, si la película se formula sin reticulación, la humedad puede generar arrugas y posteriormente alisarlas, pero no se pueden formarUna vez más, esto sería útil para mostrar un mensaje y luego borrarlo permanentemente, una característica que James Bond apreciaría, señala Zeng. Por otro lado, si la película tiene cierto tipo de reticulación, arrugas generadas por la humedadnunca se puede borrar. Por lo tanto, una pequeña etiqueta que incorpore la tecnología podría entrar dentro de un teléfono celular o en cualquier placa de circuito. Si el teléfono se cae al inodoro, se formarán arrugas permanentes en la etiqueta en cualquier forma deseada como elfórmula química para agua, "H 2 O ". Esto sería un obsequio muerto a un proveedor que un cliente había anulado la garantía.
Los investigadores también están trabajando en otra aplicación de teléfono celular para materiales arrugados. Debido a que las arrugas dispersan los rayos de luz en múltiples direcciones, en lugar de reflejarlas directamente en el visor, una formulación diferente del material podría hacer un antideslumbrante barato y efectivopantalla para teléfonos, señalan los investigadores.
En un proyecto separado, el grupo de Sun imitó la piel del calamar al crear una capa base de PDMS que contenía una pequeña cantidad de tinte fluorescente y la cubrió con una película delgada y rígida de compuesto de poli alcohol vinílico / arcilla.multitud de pequeñas grietas y pliegues. Estirar el material abre los pliegues y grietas en la superficie originalmente lisa, alterando su topografía y apariencia. Dependiendo de la formulación, la película puede cambiar reversiblemente el color, la luminiscencia o pasar de transparente a opaco. Una aplicación potenciales una ventana inteligente que contiene un material transparente que podría estirarse ligeramente para que se vuelva opaco para proporcionar privacidad. El equipo es el primero en fabricar este tipo de materiales, dice Sun.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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