Algunas criaturas, como los camaleones y los peces tetra de neón, pueden alterar sus colores para camuflarse, atraer a una pareja o intimidar a los depredadores. Los científicos han tratado de replicar estas habilidades para hacer “pieles inteligentes” artificiales, pero hasta ahora los materiales no han sido robustos.
Ahora, los investigadores que informan en ACS Nano han tomado una página del libro de jugadas del camaleón para desarrollar una piel inteligente flexible que cambia su color en respuesta al calor y la luz solar.
Los tonos de la piel de camaleón no se basan en tintes o pigmentos como la mayoría de los colores, sino en conjuntos de pequeñas estructuras conocidas como cristales fotónicos. La luz se refleja desde estas superficies microscópicas e interfiere con otros haces de luz reflejada, produciendo un color.
El tono cambia cuando la distancia entre los cristales fotónicos varía, por ejemplo, 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, estas grandes fluctuaciones en el tamaño pueden tensar los materiales y hacer que se doblen. Khalid Salaita y sus colegas querían observar más de cerca la piel de camaleón y usar lo que aprendieron para diseñar una piel inteligente que se adapte a la tensión.
Al observar imágenes de lapso de tiempo de piel de camaleón, los investigadores notaron que solo una pequeña fracción de las células de la piel en realidad contienen matrices de cristales fotónicos, mientras que el resto son incoloros. El equipo razonó que las células incoloras podrían ayudar a acomodar la tensión cuando los cristales fotónicos se contraen y se expanden.
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. Al calentar, el material resultante cambió de color, pero permaneció del mismo tamaño.
La piel inteligente también alteró su tono en respuesta a la luz solar natural, de forma similar a como lo hace un pez tetra. Según los investigadores, el nuevo material algún día podría encontrar aplicaciones en camuflaje, señalización y lucha contra la falsificación.
Mayor información: Yixiao Dong, Alisina Bazrafshan, Anastassia Pokutta, et al. «Chameleon-Inspired Strain-Accommodating Smart Skin» ACS Nano, Published: 11 September 2019.