Pojawiam się i znikam, czyli odbicie w stylu kałamarnicy

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine opracowali materiał wzorowany na skórze kalmarowatych. Jest, a właściwie bywa niewidoczny dla kamer na podczerwień, dlatego zapewne znajdzie zastosowanie w kamuflażu.

Zespół profesora Alona Gorodetsky'ego uzyskał bakterie (E. coli) wytwarzające izoformę białka strukturalnego reflektyny; to dzięki niej kałamarnica długopłetwa (Doryteuthis pealeii) może odbijać światło i zmieniać barwę. Później wykorzystano ją do wyprodukowania cienkich, optycznie aktywnych filmów naśladujących skórę głowonogów.

Pod wpływem bodźców chemicznych kolor i współczynnik odbicia filmu mogą się dostrajać w pewnych granicach, zapewniając mu dynamiczną konfigurację. Dzięki temu film wizualizowany za pomocą kamery na podczerwień wydaje się znikać i pojawiać na nowo.

Prace rozpoczęły się od stworzenia protokołu produkcji oznakowanej histydyną reflektyny A1 (RfA1). Na dalszym etapie eksperymentu naukowcy stosowali spin-coating - dzięki niemu na podkładzie szklanym uzyskiwali 5-10-nm film z tlenku grafenu. Na tym rozprowadzano RfA1. W zależności od grubości, film z reflektyny miał różną barwę; przy 125 nm był np. niebieski, a przy 207 nm pomarańczowy.

Biorąc pod uwagę, że pewne kałamarnice potrafią dynamicznie modulować współczynnik odbicia swojej skóry w zakresie całego spektrum [światła] widzialnego, a nawet w obrębie bliskiej podczerwieni (~800 nm), postulowaliśmy, że współczynnik odbicia naszych filmów RfA1 dałoby się również dostrajać w podobnym, a nawet większym zakresie długości fal. Szukaliśmy więc warunków, które znacząco zwiększałyby grubość warstw RfA1, a w konsekwencji przesuwałyby ich spektra odbicia w kierunku podczerwieni.

Amerykanie oceniali odpowiedź powłok z RfA1 na różne bodźce chemiczne. Odkryli, że wystawienie ich na oddziaływanie oparów stężonego kwasu octowego wywoływało duże, odwracalne przesunięcie widma odbicia (dochodziło do pęcznienia gęsto upakowanych nanocząstek RfA1).

Zwracając uwagę na kompatybilność z wieloma różnymi powierzchniami, Gorodetsky podkreśla, że materiał może znaleźć zastosowanie nie tylko w kamuflażu, ale i w energooszczędnych powłokach odbijających. Wg profesora, to pierwszy krok na drodze do opracowania materiału, który rekonfigurowałby się w odpowiedzi na zewnętrzny sygnał. Naukowcy próbują obecnie wynaleźć niechemiczne strategie uruchamiania zmiany koloru w powłoce reflektynowej.