Het vermogen van sommige dieren, inclusief kameleons, Octopus, en inktvis, om hun huidskleur te veranderen voor camouflage, temperatuurregeling, of communicatie is bekend.

Hoewel de wetenschap deze vermogens heeft kunnen nabootsen met kunstmatige huid, de kleurveranderingen zijn vaak alleen met het blote oog waarneembaar als het materiaal onder grote mechanische belasting komt te staan.

Nutsvoorzieningen, echter, onderzoekers in China hebben een nieuw type gebruikersinteractieve elektronische skin ontwikkeld, met een voor het menselijk oog waarneembare kleurverandering, en bereikt met een veel lagere belasting. Hun resultaten kunnen toepassingen hebben in robotica, protheses en draagbare technologie.

Vandaag gepubliceerd in het tijdschrift 2D-materialen , de studie van de Tsinghua Universiteit in Peking, gebruikte flexibele elektronica gemaakt van grafeen, in de vorm van een zeer gevoelige resistieve reksensor, gecombineerd met een rekbaar organisch elektrochroom apparaat.

Hoofdauteur Dr. Tingting Yang, van de Tsinghua-universiteit, zei:"We hebben het (onderliggende) effect van het substraat op het elektromechanische gedrag van grafeen onderzocht. Om goede prestaties te verkrijgen met een eenvoudig proces en lagere kosten, we hebben een modulus-gradiëntstructuur ontworpen om grafeen te gebruiken als zowel het zeer gevoelige spanningsgevoelige element als de ongevoelige rekbare elektrode van de ECD-laag.

"We ontdekten dat subtiele belasting - tussen nul en 10 procent - voldoende was om een ​​duidelijke kleurverandering te veroorzaken, en de RGB-waarde van de kleur kwantificeerde de omvang van de toegepaste spanning."

Senior auteur professor Hongwei Zhu zei:"Grafeen, met zijn hoge transparantie, snel vervoerder, flexibiliteit en groot specifiek oppervlak, toont toepassingsmogelijkheden voor flexibele elektronica, inclusief rekbare elektroden, supercondensator, sensoren, en optische apparaten.

"Echter, onze resultaten laten ook zien dat de mechanische eigenschap van het substraat sterk relevant was voor de prestaties van de rekgevoelige materialen. Dit is iets dat voorheen enigszins over het hoofd werd gezien, maar dat volgens ons nauwlettend moet worden overwogen in toekomstige studies van het elektromechanische gedrag van bepaalde functionele materialen."

Dr. Yang zei:"Het is belangrijk op te merken dat de mogelijkheid die we hebben gevonden voor interactieve kleurveranderingen met zo'n klein spanningsbereik zelden eerder is gemeld. Deze gebruikersinteractieve e-skin zou veelbelovend moeten zijn voor toepassingen in draagbare apparaten, robots en protheses in de toekomst."