Вчені створили розумну синтетичну шкіру, яка змінює форму та приховує зображення
Дослідники зі штату Пенсильванія розробили новий тип «розумної синтетичної шкіри» — м’який програмований матеріал, здатний змінювати форму, текстуру та навіть приховувати зображення. Розробка може знайти застосування у робототехніці, біомедичних пристроях, системах камуфляжу та технологіях шифрування інформації, пише ScienceDaily.
Матеріал реагує на навколишнє середовище: як це працює
Нова синтетична шкіра створена з гідрогелю — м’якого матеріалу з високим вмістом води. На відміну від традиційних синтетичних матеріалів із фіксованими властивостями, цей матеріал можна запрограмувати на різні реакції.
Його зовнішній вигляд, механічна поведінка та форма змінюються під впливом:
- Тепла;
- Розчинників;
- Фізичного навантаження;
- Інших зовнішніх стимулів.
Розробкою керував доцент промислової та виробничої інженерії Хунтао Сунь. За його словами, головна мета — створити універсальний матеріал, який здатен виконувати одразу кілька функцій.
Як шкіра восьминога надихнула науковців
Ідею дослідники запозичили у головоногих молюсків, зокрема восьминогів. Ці тварини можуть швидко змінювати колір і текстуру шкіри, маскуючись або передаючи сигнали.
Щоб відтворити подібні можливості, команда використала технологію 4D-друку — метод, за якого об’єкти змінюються з часом і реагують на навколишні умови. Це дозволило створити матеріал, який адаптується без складних механічних систем.
Як працює «програмована» шкіра
Ключова технологія — напівтонове кодування друку. Вчені перетворюють зображення або текстури у цифрові патерни з нулів і одиниць і вбудовують їх безпосередньо в структуру гідрогелю.
Такі цифрові інструкції визначають, як різні ділянки матеріалу поводитимуться — наприклад набухатимуть або стискатимуться, змінюватимуть жорсткість, формуватимуть складні тривимірні структури.
Під час експериментів дослідники закодували в матеріалі зображення «Мони Лізи». У звичайних умовах плівка виглядала прозорою, але після впливу температури або рідини приховане зображення ставало видимим.
За словами авторів роботи, ця функція може використовуватися для:
- Адаптивного камуфляжу;
- Захисту інформації;
- Створення інтерактивних поверхонь.
Інформацію також можна «прочитати» механічно — аналізуючи, як матеріал деформується під час розтягування.
Ще одна особливість — здатність змінювати форму без багатошарових конструкцій. Один гідрогелевий лист може перетворюватися з плоскої поверхні на складні тривимірні об’єкти з текстурою.
У майбутньому команда планує розширити можливості 4D-друку та створити масштабовану платформу для цифрового програмування властивостей матеріалів.
Источник: speka.ua
