science >> Wetenschap >  >> Chemie

3D-geprinte slimme gel verandert van vorm bij blootstelling aan licht

Deze octopus heeft van kleur veranderende cellen, chromatoforen genoemd, in zijn huid, een fenomeen dat de ingenieurs van Rutgers inspireerde. Krediet:NOAA Okeanos Explorer-programma, Galapagos Rift-expeditie 2011

Geïnspireerd door de van kleur veranderende huid van inktvissen, octopussen en inktvissen, De ingenieurs van Rutgers hebben een 3D-geprinte slimme gel gemaakt die van vorm verandert bij blootstelling aan licht. wordt "kunstmatige spier" en kan leiden tot nieuwe militaire camouflage, zachte robotica en flexibele displays.

De ingenieurs ontwikkelden ook een 3D-geprint rekbaar materiaal dat kleuren kan onthullen wanneer het licht verandert, volgens hun studie in het tijdschrift ACS toegepaste materialen en interfaces .

Hun uitvinding is gemodelleerd naar het verbazingwekkende vermogen van koppotigen zoals inktvissen, octopussen en inktvissen om de kleur en textuur van hun zachte huid te veranderen voor camouflage en communicatie. Dit wordt bereikt door de duizenden van kleur veranderende cellen, chromatoforen genoemd, in hun huid.

"Elektronische displays zijn overal en ondanks opmerkelijke vooruitgang, zoals dunner worden, groter en helderder, ze zijn gebaseerd op harde materialen, beperking van de vormen die ze kunnen aannemen en hoe ze communiceren met 3D-oppervlakken, " zei senior auteur Howon Lee, een assistent-professor bij de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de School of Engineering aan de Rutgers University-New Brunswick. "Ons onderzoek ondersteunt een nieuwe technische benadering met camouflage die kan worden toegevoegd aan zachte materialen en flexibele, kleurrijke displays."

De ingenieurs van Rutgers ontwikkelden een 3D-afdrukbare hydrogel, of slimme gel, dat licht waarneemt en daardoor van vorm verandert. Hydrogelen, die hun vorm behouden en stevig blijven ondanks dat ze water bevatten, zijn te vinden in het menselijk lichaam, Jell-O, luiers en contactlenzen, onder vele voorbeelden.

De ingenieurs hebben een lichtgevoelig nanomateriaal in de hydrogel verwerkt, het veranderen in een "kunstmatige spier" die samentrekt als reactie op veranderingen in het licht. De lichtgevoelige slimme gel, gecombineerd met het 3D-geprinte rekbare materiaal, verandert van kleur, wat resulteert in een camouflage-effect.

Volgende stappen zijn onder meer het verbeteren van de gevoeligheid van de technologie, reactietijd, schaalbaarheid, verpakking en duurzaamheid.