Vědci z University of Pennsylvania vyvinuli převratný syntetický materiál inspirovaný neuvěřitelnými schopnostmi chobotnic měnit tvar. Tato nová „chytrá kůže“ dokáže zakódovat obrazy, které zůstanou neviditelné, dokud nejsou vystaveny teplu nebo změnám prostředí, kdy se skryté vzory spektakulárně odhalí. Technologie, podrobně popsaná v Nature Communications, demonstruje funkční “4D” materiál schopný dynamické vizuální transformace.
Jak technologie funguje
Tým toho dosáhl pomocí specializovaného hydrogelu a techniky zvané polotónový tisk. Tento proces převádí obrázky na binární mřížku, podobnou tisku novin, kde různé hustoty pixelů vytvářejí iluzi světla a stínu. Síť je pak „vypálena“ do hydrogelu pomocí ultrafialového světla, čímž se jemně změní jeho vnitřní struktura. Za normálních podmínek nejsou tyto změny patrné.
Když je však vystaven teplu, dochází v materiálu k reakci: zakódované vzory se roztahují nebo smršťují a vytvářejí viditelný kontrast. To způsobí, že se objeví dříve neviditelný obraz, podobně jako se objeví inkoust, který je za normálního světla neviditelný. Výzkumníci také prokázali, že změna okolního rozpouštědla může mít stejný účinek.
Ukázka konceptu: Mona Lisa
K demonstraci technologie tým zakódoval do hydrogelu obrázek Mony Lisy Leonarda da Vinciho ve stupních šedi. Při pokojové teplotě zůstává obraz skrytý. Ale při zahřátí se kontrast zvyšuje a odhaluje ikonickou malbu. Do materiálu také úspěšně zakódovali písmena „PSU“, čímž prokázali všestrannost.
Není to poprvé, co se vědci inspirovali anatomií chobotnic. Inženýři z Rutgers University vytvořili 3D vytištěný syntetický sval, který při vystavení světlu mírně mění svůj tvar. Jinde robotici vyvinuli roboty podobné chobotnicím s mechanickými rameny a přísavkami.
Důsledky a budoucí aplikace
Potenciální aplikace této technologie jsou široké. Přestože je materiál stále v rané fázi vývoje, mohl by se stát základem pro pokročilé adaptivní maskování s důsledky pro vojenské operace a další oblasti. Schopnost programovat materiály tak, aby dynamicky reagovaly na své prostředí, představuje významný pokrok v oblasti měkké robotiky a materiálové vědy.
Tento průlom zdůrazňuje eleganci přírody a ukazuje, jak miliony let evoluce zdokonalily biologické systémy na úrovně, které lidé teprve začínají replikovat.
Technologie zdůrazňuje pokračující snahy napodobit složitost přírody a potenciál vytvářet umělé materiály, které mohou reagovat na své prostředí s nebývalou sofistikovaností.
