Un nuovo film fatto di nanoparticelle d'oro cambia colore in risposta a qualsiasi tipo di movimento. Le sue qualità senza precedenti potrebbero consentire ai robot di imitare camaleonti e polpi, tra le altre applicazioni futuristiche.

A differenza di altri materiali che cercano di emulare i cambiacolori della natura, questo può rispondere a qualsiasi tipo di movimento, come piegarsi o torcersi. I robot ricoperti di esso potrebbero entrare in spazi che potrebbero essere pericolosi o impossibili per l'uomo, e offrono informazioni solo in base al loro aspetto.

Per esempio, un robot mimetizzato potrebbe entrare in fessure sottomarine di difficile accesso. Se il robot cambia colore, i biologi potrebbero conoscere le pressioni che devono affrontare gli animali che vivono in questi ambienti.

Sebbene anche altri materiali che cambiano colore possano rispondere al movimento, questo può essere stampato e programmato per visualizzare diversi, modelli complessi difficili da replicare. Gli scienziati della UC Riverside che hanno creato questo nanomateriale hanno documentato il loro processo in a Comunicazioni sulla natura documento pubblicato la scorsa settimana.

I nanomateriali sono semplicemente materiali che sono stati ridotti a una scala estremamente piccola:decine di nanometri in larghezza e lunghezza, o, delle dimensioni di un virus. Quando materiali come l'argento o l'oro diventano più piccoli, i loro colori cambieranno a seconda delle loro dimensioni, forma, e la direzione in cui sono rivolti.

"Nel nostro caso, abbiamo ridotto l'oro a bastoncini di dimensioni nanometriche. Sapevamo che se potessimo far puntare le aste in una direzione particolare, potremmo controllare il loro colore, ", ha detto il professore di chimica Yadong Yin. "Affrontato da una parte, potrebbero apparire rossi. Spostali di 45 gradi, e diventano verdi."

Il problema affrontato dal team di ricerca era come prendere milioni di nanotubi d'oro che galleggiano in una soluzione liquida e farli puntare tutti nella stessa direzione per visualizzare un colore uniforme.

La loro soluzione era fondere nanobarre magnetiche più piccole su quelle d'oro più grandi. Le due aste di diverse dimensioni sono state incapsulate in uno schermo polimerico, in modo che rimanessero fianco a fianco. Quel modo, l'orientamento di entrambe le aste potrebbe essere controllato da magneti.

"Proprio come se tenessi un magnete sopra una pila di aghi, puntano tutti nella stessa direzione. È così che controlliamo il colore, "Ha detto Yin.

Una volta che i nanorod si sono asciugati in un film sottile, il loro orientamento è fisso e non rispondono più ai magneti. "Ma, se il film è flessibile, puoi piegarlo e ruotarlo, e continueranno a vedere colori diversi man mano che l'orientamento cambia, "Ha detto Yin.

Altri materiali, come ali di farfalla, sono lucidi e colorati da certe angolazioni, e può anche cambiare colore se visto da altre angolazioni. Però, quei materiali si basano su microstrutture ordinate con precisione, difficili e costosi da realizzare per grandi aree. Ma questo nuovo film può essere realizzato per rivestire la superficie di oggetti di qualsiasi dimensione con la stessa facilità con cui si applica la vernice spray su una casa.

Sebbene i robot futuristici siano un'applicazione definitiva di questo film, può essere utilizzato in molti altri modi. Zhiwei Li, chimico della UC Riverside, il primo autore di questo articolo, ha spiegato che il film può essere incorporato in assegni o contanti come caratteristica di autenticazione. In condizioni di illuminazione normale, il film è grigio, ma quando ti metti gli occhiali da sole e lo guardi attraverso le lenti polarizzate, si possono vedere modelli elaborati. Inoltre, il contrasto cromatico della pellicola può cambiare drasticamente se si torce la pellicola.

Le applicazioni, infatti, sono limitati solo dall'immaginazione. "Gli artisti potrebbero utilizzare questa tecnologia per creare dipinti affascinanti che sono molto diversi a seconda dell'angolazione da cui vengono visti, Li ha detto. "Sarebbe meraviglioso vedere come la scienza nel nostro lavoro potrebbe combinarsi con la bellezza dell'arte".