Badacze opracowują kamuflaż inspirowany mięczakami i danio pręgowanym

Badania mogą przyczynić się do stworzenia bardziej wydajnych urządzeń i monitorów maskujących, a także do kontrolowania temperatury zwierząt

Muszla

Według Rogera Hanlona z Marine Biology Laboratory, znajdującego się w Woods Hole w stanie Massachusetts, USA, niektóre rodzaje mięczaków to zwierzęta z klasy głowonogów, które najlepiej się maskują. Zainspirowani tym stwierdzeniem naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu stworzyli sztuczne mięśnie i skóry (aby lepiej zrozumieć tę procedurę, obejrzyj poniższy film w języku angielskim), które zachowują się jak te same narządy, co zwierzęta z tej klasy bezkręgowców.

Głowonogi mają tak niezwykły kamuflaż głównie ze względu na ich chromatofory (czerwone, żółte lub brązowe komórki pigmentowe, które są kontrolowane przez mięsień). Nerwy z kolei powodują skurcze mięśni, które regulują wielkość tych komórek, powodując, że zwierzęta zmieniają kolor skóry i tworzą zmieniające się wzory kolorów. Brodawki lub wypustki na skórze pomagają również w kamuflażu, zmieniając teksturę skóry, umożliwiając jej szybsze mieszanie się z substancjami, takimi jak piasek.

Pomysł polega na tym, że ten wynalazek można wykorzystać do stworzenia „inteligentnego stroju”, dającego użytkownikom moc „znikania”, kamuflując się w różnych środowiskach. Aby odtworzyć w laboratorium szybkie rozszerzanie się mięśni, jakie występuje u zwierząt głowonogów, naukowcy wykorzystali wysoce elastyczne polimery (elastomery dielektryczne), które podłączono do obwodu elektrycznego. Polimery te rozszerzają się po przyłożeniu prądu elektrycznego i wracają do swojego pierwotnego kształtu po zamknięciu obwodu. Zrozum lepiej ten proces, oglądając poniższy film:

W innym badaniu źródłem inspiracji był danio pręgowany, członek rodziny karpiowatych, który zawiera w swoim ciele niewielką ilość płynu z pigmentami. Po aktywacji pigmenty rozprowadzają się po powierzchni skóry i rozciągają się jak atrament. Aby naśladować ten system, naukowcy użyli mikroskopijnych szkiełek, które zawierały warstwę silikonu, oraz dwóch pompek wykonanych z elastomerów, które były połączone z systemem centralnym. Jeden pompował nieprzejrzystą białą ciecz, a drugi mieszaninę czarnej farby i wody. Ponieważ mechanizm ten oparty jest na płynie, jest wolniejszy niż mechanizm głowonogów, który jest napędzany impulsami nerwowymi. Mimo to może być używany do kontrolowania temperatury materiału. Na przykład,jeśli zbiornik płynu znajduje się blisko skóry osoby lub gorącego silnika, można go wypuścić na powierzchnię sztucznej skóry, aby odprowadzić ciepło i schłodzić osobę lub silnik.

Badania te mogą wywołać dalekosiężne skutki w dziedzinie metamateriałów (charakteryzujących się właściwościami optycznymi niespotykanymi w materiałach naturalnych), ponieważ miałyby one cząsteczki organiczne zamiast pigmentów metali ciężkich obecnych w powszechnie stosowanych materiałach; w badaniach nad sieciami sensorowymi; oraz w projektowaniu wyświetlaczy, które mają większą różnorodność kolorów i opcji optycznych niż obecne monitory.

Jednak, jak mówi jeden z badaczy, do tej pory poczyniono pierwsze kroki w dziedzinie kamuflażu optycznego. Jonathan Rossiter, profesor inżynierii z Bristolu w Anglii, wyjaśnia, że ​​na razie sztuczne chromatofory były budowane tylko w jednym kolorze, przechodzącym od jasnego do ciemnego i odwrotnie. Mają nadzieję, że od chwili obecnej stworzą bardziej złożone modele z większą liczbą opcji kolorystycznych.

Dowiedz się więcej o badaniach i zachowaniu badanych zwierząt, oglądając poniższy film (w języku angielskim).


Original text