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La nouvelle `` peau de caméléon '' artificielle change de couleur lorsqu'elle est exposée à la lumière et à la chaleur

La nouvelle `` peau de caméléon '' artificielle change de couleur lorsqu'elle est exposée à la lumière et à la chaleur

Les chercheurs ont développé un nouveau matériau qui peut changer de couleur lorsqu'il est exposé à la lumière, comme la peau d'un caméléon, ouvrant de nouvelles opportunités technologiques pour le camouflage adaptatif et les affichages dynamiques à grande échelle.

Des chercheurs créent une peau de caméléon artificielle

Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont développé un nouveau matériau qui agit comme la peau des caméléons, changeant de couleur lorsqu'il est exposé à la lumière, ce qui ouvre la porte à des applications innovantes dans des technologies telles que le camouflage adaptatif et les écrans dynamiques à grande échelle.

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Le matériau utilise de minuscules particules d'or recouvertes de polymère et suspendues dans des gouttelettes d'eau dans l'huile. Rapporté cette semaine dans un article publié dans la revue Matériaux optiques avancés, les chercheurs ont déclaré que lorsque le nouveau matériau est exposé à la chaleur ou à la lumière, ces gouttelettes d'eau se regroupent, modifiant la couleur du matériau en fonction de l'intensité de la lumière ou en réponse au degré de changement de température.

Le mécanisme n'est pas différent de celui des caméléons, des seiches ou d'autres espèces animales qui utilisent le changement de couleur comme défense. Ces animaux utilisent ce qu'on appelle chromatophores, qui sont des cellules de la peau construites avec des fibres qui peuvent se contracter pour déplacer les pigments de la peau. Lorsqu'elles sont étalées, les couleurs de la peau sont pleinement affichées. Au fur et à mesure qu'il se contracte, il peut se combiner avec des pigments voisins pour donner une couleur différente ou, s'il est complètement contracté, peut même rendre la cellule totalement transparente.

Le nouveau matériau des chercheurs de Cambridge obtient un effet similaire en utilisant les fibres d'or revêtues de polymère, les gouttelettes d'eau se comportant comme les cellules de la peau d'un caméléon.

Lorsque les chercheurs élèvent la température du matériau ci-dessus 32 degrés Celsius, les nanoparticules de polymère stockent l'énergie élastique lorsqu'elles s'effondrent, expulsant l'eau qu'elles retiennent et s'agglutinant. Une fois refroidies, les nanoparticules absorbent de l'eau à la place, se dispersant les unes des autres. Ce processus peut se produire en une fraction de seconde.

«Le chargement des nanoparticules dans les microgouttelettes nous permet de contrôler la forme et la taille des grappes, ce qui nous donne des changements de couleur spectaculaires», a déclaré le Dr Andrew Salmon, du Cavendish Laboratory de Cambridge et co-premier auteur de l'article.

La couleur des nanoparticules dépend de la géométrie qu'elles prennent lorsqu'elles s'agglutinent. Lorsqu'elles sont écartées, elles apparaissent rouges, lorsqu'elles sont groupées, elles semblent plus bleu foncé. Les gouttelettes d'eau peuvent également comprimer les particules ensemble, ce qui les rend transparentes lorsqu'elles s'obscurcissent.

Jusqu'à présent, les chercheurs n'ont pu produire qu'une seule couche du matériau, il ne peut donc y avoir qu'une seule couleur à la fois. Mais en utilisant plusieurs couches et différentes géométries de nanoparticules, différentes couleurs pourraient être produites, rendant le matériau résultant beaucoup plus dynamique comme les mécanismes biologiques qui l'ont inspiré.

Les chercheurs ont également découvert que lorsque le matériau est exposé à différentes intensités de lumière, les nanoparticules peuvent être amenées à `` nager '' le long d'une surface, qui - si elle est contrôlée - pourrait changer la couleur du matériau en modifiant la géométrie des nanoparticules. .

«Ce travail est une grande avancée dans l'utilisation de la technologie à l'échelle nanométrique pour faire du biomimétisme», a déclaré Sean Cormier, co-auteur de l'article. «Nous travaillons actuellement à reproduire cela sur des films roll-to-roll afin de pouvoir fabriquer des mètres de feuilles aux couleurs changeantes. En utilisant une lumière structurée, nous prévoyons également d’utiliser la nage déclenchée par la lumière pour «rassembler» les gouttelettes. Ce sera vraiment excitant de voir quels comportements collectifs sont générés.


Voir la vidéo: Real Chameleon Color change (Octobre 2021).