Le capacità di cambiare colore dei camaleonti hanno a lungo sconcertato gli osservatori volenterosi. Lo stesso filosofo Aristotele è stato a lungo sconcertato da queste creature adattabili. Ma mentre gli umani non possono ancora mimetizzarsi molto al di là di un vestito verde per abbinare l'erba, gli oggetti inanimati sono un'altra storia.

Un team del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT ci ha avvicinato a questa realtà camaleontica, attraverso un nuovo sistema che utilizza inchiostro riprogrammabile per consentire agli oggetti di cambiare colore quando esposti a fonti di luce ultravioletta (UV) e visibile.

Soprannominato "FotoChromeleon, " il sistema utilizza un mix di coloranti fotocromatici che possono essere spruzzati o dipinti sulla superficie di qualsiasi oggetto per cambiarne il colore, un processo completamente reversibile che può essere ripetuto all'infinito.

PhotoChromeleon può essere utilizzato per personalizzare qualsiasi cosa, da una custodia per telefono a un'auto, o scarpe che hanno bisogno di un aggiornamento. Il colore resta, anche se utilizzato in ambienti naturali.

"Questo tipo speciale di colorante potrebbe consentire un'intera miriade di opzioni di personalizzazione che potrebbero migliorare l'efficienza produttiva e ridurre gli sprechi complessivi, " dice il postdoc CSAIL Yuhua Jin, l'autore principale di un nuovo articolo sul progetto. "Gli utenti possono personalizzare i loro effetti personali e il loro aspetto su base giornaliera, senza la necessità di acquistare più volte lo stesso oggetto in colori e stili diversi."

PhotoChromeleon si basa sul sistema precedente del team, "ColorMod, " che utilizza una stampante 3D per fabbricare oggetti che possono cambiare colore. Frustrato da alcune delle limitazioni di questo progetto, come piccole combinazioni di colori e risultati a bassa risoluzione, il team ha deciso di indagare sui potenziali aggiornamenti.

Con ColorMod, ogni pixel su un oggetto doveva essere stampato, quindi la risoluzione di ogni minuscolo quadratino era alquanto granulosa. Per quanto riguarda i colori, ogni pixel dell'oggetto può avere solo due stati:trasparente e il proprio colore. Così, un colorante blu poteva passare dal blu al trasparente solo quando attivato, e un colorante giallo potrebbe mostrare solo il giallo.

Ma con l'inchiostro di PhotoChromeleon, puoi creare qualsiasi cosa, da un motivo zebrato a un vasto paesaggio fino a fiamme di fuoco multicolori, con un numero maggiore di colori.

Il team ha creato l'inchiostro mescolando ciano, magenta, e coloranti fotocromatici gialli (CMY) in un'unica soluzione spruzzabile, eliminando la necessità di stampare scrupolosamente i singoli pixel in 3D. Comprendendo come ogni colorante interagisce con diverse lunghezze d'onda, il team è stato in grado di controllare ciascun canale di colore attivandolo e disattivandolo con le corrispondenti sorgenti luminose.

Nello specifico, hanno usato tre luci diverse con diverse lunghezze d'onda per eliminare separatamente ogni colore primario. Per esempio, se usi una luce blu, sarebbe per lo più assorbito dal colorante giallo e sarebbe disattivato, e il magenta e il ciano rimarrebbero, risultante in blu. Se usi una luce verde, il magenta lo assorbirebbe principalmente e si disattiverebbe, e poi rimarrebbero sia il giallo che il ciano, risultando verde.

Dopo aver rivestito un oggetto usando la soluzione, l'utente posiziona semplicemente l'oggetto all'interno di una scatola con un proiettore e una luce UV. La luce UV satura i colori da trasparente a piena saturazione, e il proiettore desatura i colori secondo necessità. Una volta che la luce ha attivato i colori, appare il nuovo motivo. Ma se non sei soddisfatto del design, tutto quello che devi fare è usare la luce UV per cancellarlo, e puoi ricominciare da capo.

Hanno anche sviluppato un'interfaccia utente per elaborare automaticamente disegni e modelli che vanno sugli articoli desiderati. L'utente può caricare il proprio progetto, e il programma genera la mappatura sull'oggetto prima che la luce faccia la sua magia.

Il team ha testato il sistema su un modello di auto, una custodia per telefono, una scarpa, e un piccolo camaleonte (giocattolo). A seconda della forma e dell'orientamento dell'oggetto, il processo ha richiesto dai 15 ai 40 minuti, e tutti i modelli avevano risoluzioni elevate e potevano essere cancellati con successo quando lo si desiderava.

"Dando agli utenti l'autonomia di personalizzare i propri articoli, innumerevoli risorse potrebbero essere preservate, e le opportunità di cambiare creativamente i tuoi beni preferiti sono illimitate, ", afferma la professoressa del MIT Stefanie Mueller.

Mentre PhotoChromeleon apre una gamma di colori molto più ampia, non tutti i colori erano rappresentati nei coloranti fotocromatici. Per esempio, non c'era una grande corrispondenza per magenta o ciano, quindi il team ha dovuto stimare il colorante più vicino. Hanno in programma di espandere questo aspetto collaborando con scienziati dei materiali per creare coloranti migliorati.

"Crediamo che l'incorporazione del romanzo, gli inchiostri multifotocromatici nei materiali tradizionali possono aggiungere valore ai prodotti Ford riducendo i costi e i tempi necessari per la fabbricazione di parti automobilistiche, "dice Alper Kiziltas, specialista tecnico di materiali sostenibili ed emergenti presso Ford Motor Co. (Ford ha lavorato con il MIT sulla tecnologia ColorMod 3-D attraverso una collaborazione di alleanza.) "Questo inchiostro potrebbe ridurre il numero di passaggi necessari per la produzione di una parte multicolore, o migliorare la durata del colore dagli agenti atmosferici o dalla degradazione UV. Un giorno, potremmo anche essere in grado di personalizzare i nostri veicoli per un capriccio".

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.