Cambiamento di colore in un'immagine di una gloria mattutina creata con il materiale di colore composito a causa dell'irradiazione della luce e del colore di sfondo. Credito:John Wiley &Sons, Inc.
Una gamma di creature, compresi i camaleonti, polpi e rane, può cambiare colore in risposta ai cambiamenti nell'ambiente. Alcuni approfondimenti sui meccanismi alla base di questo presso l'anatomia, sono stati ottenuti livelli cellulari e molecolari. Però, molto lavoro è ancora necessario per ottenere una comprensione sufficiente di questo fenomeno e per tradurlo in utili applicazioni artificiali.
Come riportato sulla rivista Piccolo , i ricercatori del Dipartimento di Progettazione e Ingegneria Molecolare dell'Università di Nagoya hanno sviluppato un materiale contenente coloranti e cristalli che possono cambiare i colori e i motivi visualizzati a seconda del colore di sfondo utilizzato al suo interno e della sua esposizione alla luce visibile o ultravioletta.
Il team è stato ispirato a sviluppare questo materiale dai risultati ottenuti nella pelle di alcune rane, in cui diversi strati di cellule con proprietà diverse si combinano per consentire notevoli cambiamenti di colore.
Ogni componente di questo nuovo materiale gioca un ruolo chiave nelle sue proprietà cromatiche. Per esempio, i coloranti contribuiscono con i loro colori intrinseci all'aspetto del materiale, che possono essere regolati mescolandoli in diverse misure. Questi coloranti includono anche quelli che cambiano colore all'esposizione alla luce.
Micrografie elettroniche di cristalli colloidali sferici composti da particelle fini di silice con un diametro delle particelle di 250 nm:(a) immagine che mostra un cristallo colloidale sferico, (b) immagine della superficie del cristallo colloidale sferico, (c) un'immagine in sezione del cristallo colloidale sferico, e (d) cristalli colloidali sferici mantenuti tra le dimensioni delle maglie di 125 μm e 150 μm. Credito:John Wiley &Sons, Inc.
Nel sistema sono stati introdotti anche cristalli sferici, quale, piuttosto che influenzare il colore attraverso la loro pigmentazione intrinseca, influenzarlo attraverso strutture microscopiche che possono interferire direttamente con la luce. Finalmente, un pigmento nero e diversi colori di sfondo sono stati impiegati per alterare i colori degli altri componenti del display del sistema.
"Abbiamo esaminato le influenze dei diversi componenti del sistema, come cambiando la dimensione dei cristalli, passando lo sfondo da bianco a nero, o eseguire l'esposizione alla luce visibile o ultravioletta, ", afferma l'autore corrispondente Yukikazu Takeoka. "Abbiamo scoperto che questi cambiamenti hanno comportato la visualizzazione di colori diversi sul materiale, simile al modo in cui alcuni organismi possono cambiare colore in risposta a vari fattori nel loro ambiente".
a) Questa è una fotografia dei cristalli colloidali sferici contenenti lo 0,20% in peso di nerofumo (CB). La dimensione delle particelle fini di silice varia da 200 a 300 nm, e sono state utilizzate 11 diverse dimensioni. b) Questa è l'immagine di un punteruolo disegnato utilizzando cristalli colloidali sferici preparati utilizzando particelle di silice monodisperse con varie dimensioni delle particelle e CB. I dintorni dei punteruoli sono disegnati con cristalli colloidali sferici che non contengono CB e cambiano con il colore dello sfondo. Credito:John Wiley &Sons, Inc.
"Questa è una tappa entusiasmante in questo campo di studi, poiché siamo sempre più in grado di adattare i meccanismi di cambio colore che alcuni animali usano a dispositivi artificiali, " aggiunge il primo autore dello studio Miki Sakai. "Se questi materiali artificiali che cambiano colore possono eguagliare o superare i vivaci spettacoli che fanno alcuni animali come polpi e rane, potrebbe avere interessanti applicazioni nello sviluppo di nuove tecnologie di visualizzazione."
