За допомогою скорочення м’язів за частку секунди великий синьокільцевий восьминіг може змінити розмір і колір однойменних візерунків на своїй шкірі з метою обману, маскування та сигналізації. Дослідники з Університету Каліфорнії в Ірвайні черпали натхнення в цьому диві природи, щоб розробити технологічну платформу з подібними можливостями для використання в різних галузях, включаючи армію, медицину, робототехніку та сталу енергетику.

За словами його винахідників, нові пристрої, які стали можливими завдяки цій інновації, виграють від динамічно регульованих флуоресцентних і спектроскопічних властивостей, простоти виробництва та можливості масштабування до областей, достатньо великих для покриття транспортних засобів, рекламних щитів і навіть будівель. Біологічне створення є предметом дослідження, опублікованого в Nature Communications.

Hapalochlaena lunulata — вид восьминогів, що походить із західної частини Тихого та Індійського океанів. Він використовує отруту нейротоксину, щоб приголомшити свою здобич, і може відлякувати хижаків спалахом своїх блакитних кілець. Саме ці райдужні кола на коричневому тлі на шкірі істоти привернули увагу дослідників UCI.

«Ми зачаровані механізмами, що лежать в основі здатності восьминога з синіми кільцями швидко перемикати мітки на шкірі між прихованими та відкритими станами», — сказав старший співавтор Алон Городецький, професор хімічної та біомолекулярної інженерії UCI.

«Для цього проекту ми працювали над імітацією природних здібностей восьминога за допомогою пристроїв з унікальних матеріалів, які ми синтезували в нашій лабораторії, і результатом стала система обману та сигналізації, натхненна восьминогами, яку легко виготовити, яка функціонує протягом тривалого часу під час експлуатації. безперервно і може навіть відновлюватися, якщо буде пошкоджено».

Архітектура інновації вимагає тонкої плівки, що складається зі зморшкуватих блакитних кілець, що оточують коричневі кола — схожі на ті, що на восьминогах — розташованих між найвищим прозорим протонопровідним електродом і акриловою мембраною, що лежить під ним, з іншим ідентичним електродом під ним.

Подальша технічна творчість дослідників відбувається на молекулярному рівні, оскільки вони досліджують використання аценів, які є органічними сполуками, що складаються з лінійно злитих бензольних кілець. За словами Городецького, дизайнерські ненаценоподібні молекули (з дев’ятьма лінійно злитими кільцями), які використовує команда, допомагають надати платформі деякі її видатні можливості.

«Для наших пристроїв ми розробили концепцію та розробили молекулу, подібну до неацену, з унікальною архітектурою», — сказала співавтор Пріта Пратакшя, яка нещодавно отримала ступінь доктора філософії. на кафедрі хімії UCI.

«Ацени — це органічні вуглеводневі молекули з безліччю переваг, включаючи легкість синтезу, регульовані електронні характеристики та керовані оптичні властивості».

Вона додала: «Наші молекули, схожі на нонацени, є винятковими серед аценів, тому що вони можуть пережити роки зберігання на повітрі та протягом дня безперервного опромінення яскравим світлом у повітрі. Жоден інший розширений ацен не демонструє такої комбінованої довгострокової стабільності в таких суворих умовах. .»

За словами Городецького, тип молекул, які використовуються для виготовлення кольорового блакитного кільцевого шару, є тим, що наділяє пристрої найвигіднішими характеристиками, включаючи регульовані спектроскопічні властивості, полегшення простого настільного виробництва та стабільність навколишнього середовища та атмосфери під час освітлення.

«Наш співавтор Сахар Шаріфзаде, професор електротехніки та комп’ютерної інженерії з Бостонського університету, продемонстрував, що властивості молекул, що реагують на стимули, можна передбачити за допомогою обчислень, що відкриває шляхи для дизайну in silico інших камуфляжних технологій», — сказав Городецький.

Під час своїх лабораторних випробувань, багато з яких проводилися в Каліфорнійському інституті телекомунікацій та інформаційних технологій UCI, команда виявила, що біологічні пристрої можуть змінювати свій зовнішній вигляд понад 500 разів з невеликим погіршенням або без нього, а також вони можуть самостійно відновлюватися самостійно без користувача. втручання.

За словами Городецького, було продемонстровано, що винахід має бажану комбінацію можливостей в ультрафіолетовому, видимому світлі та ближній інфрачервоній частинах електромагнітного спектру. Це дозволить пристроям маскувати інші об’єкти від виявлення або таємно сигналізувати спостерігачам.

Источник: portaltele.com.ua