Inspirándose en el pequeño pero mortal pulpo de anillos azules, los investigadores han creado una tecnología novedosa que cambia rápidamente de color y apariencia bajo diversos tipos de luz, lo que permite camuflar y señalar. La tecnología tiene aplicaciones potenciales en campos como el militar, la medicina y la robótica.
El pulpo mayor de anillos azules (Hapalochlaena lunulata) utiliza contracciones musculares en fracciones de segundo para cambiar el tamaño y el color de sus patrones de piel iridiscentes titulares para camuflarse de posibles depredadores y como señal de advertencia para otros animales. Las contracciones estiran o comprimen los cromatóforos, pequeños sacos de pigmento en forma de globos que se encuentran en la piel.
Inspirándose en la capacidad del cefalópodo para engañar y enviar señales, investigadores de la Universidad de California Irvine (UCI) crearon una plataforma tecnológica que lo imita.
«Estamos fascinados por los mecanismos que sustentan la capacidad del pulpo de anillos azules para cambiar rápidamente las marcas de su piel entre estados ocultos y expuestos», dijo Alon Gorodetsky, autor correspondiente del estudio. “Para este proyecto, trabajamos para imitar las habilidades naturales del pulpo con dispositivos a partir de materiales únicos que sintetizamos en nuestro laboratorio, y el resultado es un sistema de señalización y engaño inspirado en el pulpo que es fácil de fabricar y funciona durante mucho tiempo cuando se opera. continuamente, e incluso puede repararse a sí mismo cuando se daña”.
La tecnología es muy similar en construcción a los anillos de H. lunulata: un electrodo de polímero conductor de protones transparente superior, una capa activa similar al no aceno en la que un anillo azul arrugado rodea un círculo marrón más plano, una membrana acrílica subyacente y un electrodo de polímero conductor de protones transparente inferior. Las moléculas diseñadas similares al noraceno son las que ayudan a darle a la plataforma algunas de sus capacidades.
Pratakshya et al.
«Para nuestros dispositivos, conceptualizamos y diseñamos una molécula similar al noaceno con una arquitectura única», dijo Preeta Pratakshya, autora principal del estudio. “Los acenos son moléculas de hidrocarburos orgánicos con una serie de características ventajosas, que incluyen facilidad de síntesis, características electrónicas sintonizables y propiedades ópticas controlables. Nuestras moléculas similares a las del no aceno son excepcionales entre los acenos porque pueden sobrevivir años de almacenamiento en el aire y durante un día de irradiación continua con luz brillante en el aire. Ningún otro aceno expandido muestra esta estabilidad combinada a largo plazo en condiciones tan duras”.
Además de ser resistentes, las moléculas también confieren a la tecnología otras características importantes inspiradas en el anillo azul, incluidas propiedades espectroscópicas ajustables, fabricación sencilla de mesa con un equipo mínimo y estabilidad de la atmósfera ambiental bajo iluminación.
El sistema cambió de manera consistente y confiable su apariencia visible durante aproximadamente 500 ciclos, con una degradación mínima o nula de su funcionalidad en condiciones ambientales. Demostró sus capacidades en la región de luz ultravioleta visible e infrarrojo cercano (UV-Vis-NIR) del espectro electromagnético, incluida la capacidad de modular la luminosidad del color visible, cambiar el contraste del infrarrojo cercano y ajustar la intensidad de la fluorescencia multiespectral. Esta capacidad, dicen los investigadores, permitiría a la tecnología ocultar otros objetos para que no sean detectados o enviar señales sigilosas a los observadores. Inesperadamente, los investigadores descubrieron que la tecnología también podía autorrepararse de forma autónoma sin la intervención del usuario.
«La robustez fotofísica y la procesabilidad general de nuestra molécula similar al no aceno -y presumiblemente sus variantes- abre oportunidades para futuras investigaciones de estos compuestos en el contexto de sistemas optoelectrónicos tradicionales como los diodos emisores de luz y las células solares», dijo Gorodetsky.
Los investigadores dicen que su tecnología, fácil de fabricar, podría tener aplicaciones en los campos militar, médico, robótico y de energía sostenible. Y su escalabilidad significa que podría usarse para cubrir grandes áreas, como vehículos, vallas publicitarias e incluso edificios.
El estudio fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturalezay el siguiente vídeo, producido por el Grupo Gorodetsky, compara las capacidades de cambio de color del pulpo de anillos azules con las de la tecnología bioinspirada.
Dispositivo bioinspirado con funcionalidad trimodal (con audio)
Fuente: UCI
