Pro maskování i design. Materiál inspirovaný chameleoní kůží dokáže měnit barvu podle okolí

14. září 2021
Podcasty, rozhovory, příběhy Další podcasty, rozhovory a příběhy Babyboom vtrhl do nové expozice madagaskarského pohoří Makay v pavilonu Ptačí svět v Safari Parku Dvůr Králové - chameleon pardálí

Tým jihokorejských vědců vyvinul materiál, který dokáže rychle měnit barvu v závislosti na prostředí. Technologii demonstrovali na robotickém chameleonovi. Tvůrci věří, že maskovací technologie by mohla najít využití například v armádě, módním průmyslu i jinde. Svůj vynález prezentovali ve studii v časopise Nature Communications.

Badatelé demonstrovali technologii na robotickém chameleonovi, kterého sestrojili a nechali procházet barevnými kulisami. V neutrálním modu má mechanický plaz černou barvu.

Když vleze na červenou plochu, jeho povrch se rychle přizpůsobí cihlově zbarvenému okolí. Jakmile překročí hranici zelené plochy, začne robot měnit barvu ovšem postupně. Takže ocas je ještě na červeném poli a zezelená až poté, co také překročí hranici dvou barev. To samé se opakuje, když robot vleze na modrou plochu.

Technologie je přitom opravdu částečně inspirovaná chameleonem. V přírodě existuje víc způsobů, jak zvířata dokážou rychle měnit zbarvení. Například někteří obojživelníci a hlavonožci efektu docílí tím, že smršťují nebo roztahují pigmentové buňky neboli chromatofory.

Chameleon má vedle pigmentu i buňky známé jako iridofory, které obsahují bezbarvé nanokrystaly odrážející určité vlnové délky světla. Stahováním a roztahováním kůže pak může ovlivnit vzdálenost mezi krystaly. Korejští vědci se inspirovali strukturou chameleoní kůže, ale využili trochu jiný princip

Čtěte také

„Skládá se z vrstev termochromních kapalných krystalů, které dokážou měnit barvu podle teploty, a vrstvy stříbrných ohřívačů z nanodrátu umožňujících přizpůsobit teplotu. Tyto dvě vrstvy jsou umístěné na plastovém podkladu. Celková tloušťka všech tří vrstev je jen pár desítek mikrometrů, takže je lze jednoduše ohýbat,“ vysvětlil badatel Ko Seung-hwan v rozhovoru pro agenturu Reuters.

Zároveň objasnil, jak v praxi celý proces funguje na robotickém chameleonovi, který je pokrytý několika pláty této umělé kamuflážní „kůže“.

„Informace o barvě rozpoznaná senzorem na robotovi se odešle do mikroprocesoru. Ten tak získá informaci o požadované teplotě, která je zapotřebí k vytvoření konkrétních barev. Zadá příkazy topným tělesům, aby dosáhly určité teploty, a na základě toho vytvoří určitý odstín,“ podotýká Ko.

Pro vojáky i v designu

Ve výsledku tak robot imituje barvy, které zaznamená kolem sebe. Barva závisí na teplotě nanodrátu. Je přitom rychlejší ho zahřát. Chladnutí a s tím spojená změna trvá o něco déle. Ale v průměru změna barvy podle studie zabere zhruba půl vteřiny.

Čtěte také

Přidáním více vrstev nanodrátu vědci také dokážou na „kůži“ vytvářet barevné tečky, čáry a různé barevné vzory a lépe tak imitovat okolí. 

Vědci ve studii přiznávají jisté meze využité krystalové technologie (TLC). Jednou z nich, je, že mění barvy v rozpětí mezi 25 a 36 stupni Celsia. Ale změnou chemického složení to prý můžou ovlivnit s ohledem na to, že komerčně dostupné termochromní kapalné krystaly mají rozpětí od -30 do +115 stupňů a lze tak vybrat ty nejvhodnější v závislosti na prostředí, kde má maskování fungovat. 

Autoři výzkumu mají za to, že by jejich vynález mohl dobře posloužit v armádě, a to klidně i na uniformách vojáků s ohledem na to, že jde o elastický materiál, který je tenčí než lidský vlas.

Čtěte také

Jak připomíná v článku o nové technologii magazín The Economist, otázkou ovšem je, jak by se maskování vypořádalo třeba se senzory infračerveného záření, rozpoznávající teplotu, které armády využívají.

Dále se nabízí využití v umění, architektuře nebo třeba módě a designu. Těžko říct, jestli a kde se nakonec technologie osvědčí. Chameleonům konec konců jejich změna barvy neslouží jen ke splynutí s prostředím. Barevné signály vysílají samečci na znamení, že se chtějí pářit, nebo jako výstrahu pro jiné chameleony. Barvu ale mění třeba i s ohledem na to, kolik aktuálně chtějí pohlcovat slunečního záření, tedy kvůli termoregulaci nebo podle momentální nálady.

Ostatně v minulosti už byly módě třeba náladové prsteny vyvinuté v 70. letech, které mění barvu v závislosti na teplotě právě díky termochromním kapalným krystalům.

Poslechněte si celé shrnutí Štěpána Sedláčka.

Spustit audio

Související