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El camaleón inspira 'piel inteligente' que cambia de color al sol

Piel inteligente artificial inspirada en el camaleón

La forma en que cambian de color los camaleones es aún más inteligente de lo que pensábamos

La capacidad de cambiar rápidamente el color de la forma en que lo hacen los camaleones, sin mencionar los peces tetra neón y algunas mariposas, es beneficiosa para el camuflaje y la intimidación de los depredadores.

Tan beneficioso, de hecho, que los científicos han estado interesados en desarrollar "pieles inteligentes" artificiales que permitirían hacer lo mismo a los humanos.

Han hecho intentos prometedores, pero siempre ha habido un problema. Ahora, un equipo de la Universidad Emory y el Instituto de Tecnología de Georgia, ambos en Atlanta, EE. UU., piensa que lo han resuelto.

Piel inteligente artificial inspirada en el camaleón Piel inteligente artificial inspirada en el camaleón

Desde 2015, gracias a la investigación de la Universidad de Ginebra, Suiza, sabemos que los colores de la piel del camaleón no dependen de tintes o pigmentos, sino de matrices de pequeños cristales fotónicos. Investigaciones similares encontraron lo mismo en el pez tetra neón (Paracheirodon innesi).

La luz que se refleja desde estas superficies microscópicas interfiere con otros haces de luz reflejada, produciendo un color. El color cambia cuando varía la distancia entre los cristales, como cuando un camaleón tensa o relaja su piel.

Para imitar estas habilidades naturales, los científicos han incrustado cristales fotónicos en materiales flexibles, como hidrogeles, y han cambiado sus colores al contraer o expandir el material como un acordeón.

Sin embargo, tales grandes fluctuaciones en el tamaño pueden tensar los materiales y hacer que se doblen.

Para desarrollar lo que ellos llaman su piel inteligente que acomoda la tensión (SASS, por sus singlas en inglés), Khalid Salaita y sus colegas observaron primero más de cerca la piel del camaleón.

Las imágenes de lapso de tiempo mostraron que solo una pequeña fracción de las células de la piel contiene matrices de cristales fotónicos. El resto son incoloros.

Inspirados por esta observación, los investigadores diseñaron matrices de cristales fotónicos en un hidrogel y luego incrustaron estas matrices en un segundo hidrogel sin cambio de color que actuó como una capa de soporte.

piel inteligente cambia de color amarillopiel inteligente cambia de color verde

Al calentarlo, el material resultante cambió de color pero permaneció del mismo tamaño. SASS también alteró su color en respuesta a la luz solar natural, como lo hace un pez tetra.

Para probar su capacidad de camuflaje, los investigadores fabricaron una muestra SASS en forma de hoja y la colocaron entre hojas reales. Después de la exposición a la luz solar, cambió de naranja a verde y se mezcló con su entorno. Crucialmente no cambió su tamaño.

SASS también es susceptible de patrones, dicen los investigadores en un artículo publicado en la revista ACS Nano, aunque actualmente existen algunas limitaciones.

"Nuestra estrategia, para incrustar materiales sensibles dentro de un polímero de andamio mecánicamente adaptado, proporciona un marco general para guiar el diseño futuro de pieles inteligentes artificiales", escriben.

Las aplicaciones potenciales son camuflaje, señalización y lucha contra la falsificación, por lo que quizás no sea sorprendente que la investigación haya sido financiada en parte por la Oficina de Tecnologías Biológicas de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los EE. UU.

Artículo científico: Chameleon-Inspired Strain-Accommodating Smart Skin

Modificado por última vez enJueves, 12 Septiembre 2019 12:17