A tintahal által ihletett anyag szabályozza a fény, a hő és a mikrohullámú átvitelt – Physics World

A tintahal színváltoztató bőrének ihletésére a kínai kutatók olyan anyagot terveztek, amely átlátszó és átlátszatlan sugárzásra képes váltani látható, infravörös és mikrohullámú hullámhosszon. Által vezetett Zichuan Xu A Nanyang Műszaki Egyetemen a csapat úgy érte el az eredményt, hogy egy ezüst nanoszál fóliát szórtak egy speciális elasztomer kettős rétegre.

A tintahal jól ismert arról, hogy képes megváltoztatni a bőrük színét és mintáját. A természetben ezt azért teszik, hogy kommunikáljanak egymással, és álcázzák magukat a ragadozók és a zsákmány elől.

Egyes tintahalfajoknál ezeket a változásokat speciális izmok szabályozzák, amelyek kitágulnak és összehúzódnak a bőrön – egyes részek megfeszülnek és megfeszülnek, míg mások összenyomódnak és ráncosak. Ez megváltoztatja a speciális sejtek elrendezését, amelyek visszaverik és szórják a fényt, és ennek eredményeként megváltozik a bőr általános színe.

Tanulmányukban Xu csapata megpróbálta utánozni ezt a viselkedést a laboratóriumban egy „kétrétegű akril dielektromos elasztomer” anyag felhasználásával. Laposra nyújtva az anyag általában átlátszó a látható és infravörös fény számára – de összenyomva ráncok jelennek meg, amelyek az egyes kettősrétegek törésmutatóit változtatják.

Mechanikus kapcsolás

A ráncok hatására a beérkező látható és infravörös hullámok visszaverődnek és szétszóródnak az elasztomerről, ahelyett, hogy áthaladnának. Más szóval, az anyag mechanikusan átkapcsolható a látható fény és a sugárzó hő áteresztése és blokkolása között. Az anyag kezdeti megtestesülése azonban nem volt jó a mikrohullámok blokkolására és továbbítására, mivel a mikrohullámú hullámhossz sokkal hosszabb, mint az infravörös fény, így a mikrohullámokat nem befolyásolják az anyag apró ráncai.

A mikrohullámú sütőben is használható anyag létrehozásához Xu csapata vékony ezüst nanohuzal bevonattal fújta be az elasztomert. Amikor addig nyújtották az anyagot, ahol az elkezdett repedni, látták, hogy a mikrohullámok még mindig képesek egyenesen áthaladni. De mivel az anyagot -30%-os igénybevétellel összenyomták és ráncosodtak, tömörítve a nanovezetékes hálózatot, a beérkező mikrohullámok szétszóródtak és hasonló módon verődnek vissza, mint a látható és infravörös hullámok, amelyeket az alatta lévő elasztomer kettős réteg blokkolt.

A tintahal bőrét utánozva javítja a hőszabályozó takarókat

Az anyag azon képessége, hogy mechanikusan váltson át az átlátszóság és az átlátszatlanság között, széles spektrális ablakot ölelt fel: lefedte a teljes látható spektrumot, akár 15.5 mikronos infravörös hullámhosszt és 24.2-36.6 mm közötti mikrohullámú hullámhosszt. Szerkezete is figyelemreméltóan rugalmas volt: 500 nyújtási és tömörítési ciklust bírt, miközben 1 másodperc alatt reagált ezekre a mechanikai változásokra.

Az anyag most csatlakozik a természeti világ által ihletett technológiák egyre növekvő listájához. Xu csapata számos lehetséges alkalmazást tervez a közeljövőben, beleértve a lopakodó és álcázási technológiák innovációit. Az anyagot új típusú intelligens ablakokban is fel lehetne használni, amelyek szabályozhatják a rajtuk áthaladó fényt és hőt is – ezáltal javítva az épületek energiahatékonyságát.

Az elasztomer számos felhasználásra kerülhet orvosi eszközökben, például elektrokardiográfokban, amelyek a bőrön elhelyezett elektródákat használnak a betegek szívműködésének megfigyelésére. A nanohuzal bevonatú kétrétegű elasztomerrel a betegek elektrokardiográf jelei blokkolhatók a mindennapi használat során, megakadályozva az érzékeny orvosi információk kiszivárgását, majd átkapcsolhatók átlátszóra, ha jeleiket orvosnak kell ellenőriznie.

A kutatás leírása a ACS Nano.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Autóipar / elektromos járművek, Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• BlockOffsets. A környezetvédelmi ellentételezési tulajdon korszerűsítése. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/squid-inspired-material-controls-the-transmission-of-light-heat-and-microwaves/