Ученые создали искусственный материал, способный менять не только цвет, но и текстуру поверхности – по аналогии с кожей осьминогов и каракатиц.
В природе головоногие моллюски используют крошечные мышцы в коже, чтобы за доли секунды менять внешний вид – становиться гладкими или бугристыми, матовыми или блестящими, подстраиваясь под окружающую среду. Теперь ученым удалось воспроизвести этот принцип в лаборатории.
Команда Стэнфордского университета создала специальные метаповерхности из полимера PEDOT:PSS – материала, уже применяемого в солнечных батареях и печатной электронике. Его ключевая особенность в том, что он обратимо набухает при контакте с водой и сжимается при воздействии спиртов.
С помощью электронного луча исследователи “запрограммировали” тонкие полимерные пленки так, чтобы разные участки поверхности по-разному реагировали на влагу. В результате материал может образовывать микроскопические неровности и бороздки – от размеров, сопоставимых с длиной волны света, до миллиметровых. Именно эти изменения рельефа и заставляют поверхность выглядеть иначе: менять цвет, блеск и визуальную глубину.
Для управления эффектом достаточно подавать воду или изопропиловый спирт – например, через тонкую прозрачную пленку или микрофлюидные каналы. Как отмечают авторы, такой подход позволяет переключать внешний вид материала и затем возвращать его в исходное состояние.
Эксперты называют демонстрацию уникальной и отмечают потенциал технологии для робототехники, адаптивных фасадов зданий и дисплейных технологий. В перспективе подобные материалы могут лечь в основу экранов, которые будут не просто показывать изображение, а физически воспроизводить текстуры.
При этом ученые подчеркивают, что до полноценной “искусственной кожи” – гибкой, эластичной и чувствительной, как у живых организмов, – еще далеко. Тем не менее разработка стала важным шагом к созданию материалов, которые могут активно менять свой внешний облик по запросу, а не оставаться статичными.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
