Δημιουργήθηκε τεχνητό δέρμα από πυρίτιο, που αλλάζει χρώματα όπως ο χαμαιλέων

Μιμούμενοι τα «κόλπα» του χαμαιλέοντα στη φύση, ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν ένα πολύ λεπτό φιλμ υλικού, σαν τεχνητό δέρμα, το οποίο μπορεί να αλλάξει χρώμα κατά βούληση, απλώς ασκώντας πάνω του μια μικρή πίεση ή τέντωμα.
Το νέο υλικό - χαμαιλέων μπορεί μελλοντικά να αξιοποιηθεί σε διάφορες πρακτικές εφαρμογές, όπως οθόνες αφής, υλικά για καμουφλάζ οχημάτων και άλλων αντικειμένων, ηλεκτρονικούς αισθητήρες ανίχνευσης που αλλάζουν...

χρώμα (π.χ. όταν αντιληφθούν μια επικίνδυνη ρωγμή σε ένα αεροπλάνο ή μια γέφυρα) κ.α.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια, με επικεφαλής την ηλεκτρολόγο μηχανικό Κόνι Τσανγκ Χασνέιν, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό οπτικής "Optica", σύμφωνα με το "Science", δήλωσαν πως «είναι η πρώτη φορά που οποιοσδήποτε έφτιαξε ένα εύκαμπτο δέρμα τύπου χαμαιλέοντα, το οποίο μπορεί να αλλάζει χρώμα απλώς με το τέντωμα».

Το φιλμ - δέρμα από πυρίτιο είναι χίλιες φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα. Ανάλογα με το πώς ακριβώς τεντώνεται ή λυγίζεται, αλλάζει και το αντίστοιχο χρώμα. Η αλλαγή χρώματος εξαρτάται από το διαφορετικό μήκος κύματος του φωτός που κάθε φορά ανακλά το νέο υλικό.
Τα χρώματα που βλέπουμε παντού γύρω μας, εξαρτώνται από την μοναδική χημική σύνθεση κάθε επιφάνειας, η οποία απορροφά ορισμένα μήκη κύματος του λευκού φωτός και άλλα μήκη τα ανακλά. Τα πιο μικρά μήκη κύματος που ανακλώνται, δίνουν μια μπλε απόχρωση στα αντικείμενα, ενώ τα πιο μεγάλα μήκη μια ερυθρή απόχρωση, με όλο το «ουράνιο τόξο» των πιθανών χρωματικών συνδυασμών στο ενδιάμεσο. 

Όταν αλλάζει το χρώμα ενός αντικειμένου (π.χ. των φύλλων που πέφτουν από τα δέντρα το φθινόπωρο), αυτό οφείλεται στο ότι έχει αλλάξει η χημική σύνθεσή τους.
Οι επιστήμονες και οι μηχανικοί τελευταία προσπαθούν να δημιουργήσουν νέα υλικά που αλλάζουν χρώματα, ακολουθώντας μια διαφορετική προσέγγιση, ανάλογη με αυτή του χαμαιλέοντα. Αντί να ελέγχουν την χημική σύνθεση ενός υλικού, προσπαθούν να ελέγξουν τις μικροσκοπικές δομές στην επιφάνειά του, έτσι ώστε να ανακλούν διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός. Αυτό το λεγόμενο «δομικό χρώμα» δεν είναι συνηθισμένο στη φύση και, εκτός από τον χαμαιλέοντα (ο οποίος διαθέτει ειδικούς φωτονικούς νανοκρυστάλλους στα ιριδοφόρα δερματικά κύτταρά του, ώστε να ανακλά κατά βούληση διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός), το χρησιμοποιούν μερικά έντομα, όπως πεταλούδες και σκαθάρια.

Οι αμερικανοί ερευνητές χάραξαν μικροσκοπικές εγκοπές πάνω στο φιλμ - δέρμα από πυρίτιο, πάχους μόλις 120 νανομέτρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου), με αποτέλεσμα να «χειραγωγήσουν» ποιά μήκη κύματος του φωτός άρα και χρώματα- θα ανακλώνται κάθε φορά. Αυτό εξαρτάται από το πόσο απέχουν οι νανοεγκοπές μεταξύ τους, πράγμα που επιτυγχάνεται με το κατάλληλο τέντωμα του υλικού. 

Το νέο υλικό είναι τελείως επίπεδο, ανακλά το 83% του φωτός που πέφτει πάνω του και είναι εύκολο να παραχθεί βιομηχανικά, ενώ τα μεταβαλλόμενα χρώματά του είναι λαμπερά. Στόχος των ερευνητών είναι πλέον να πετύχουν όντως την μαζική παραγωγή του για εμπορική χρήση.





Aπο: AΠE-MΠΕ