Op inktvis geïnspireerd zacht materiaal is een schakelbaar schild voor licht, hitte, microgolven

Met een druk op de knop kunt u met de huidige technologieën materialen snel veranderen van donker naar licht, of van koud naar warm, gewoon door specifieke golflengten te blokkeren of door te laten. Maar nu, geïnspireerd door inktvishuid, onderzoekers in ACS Nano rapporteer een zachte film die zijn transparantie over een groot bereik van golflengten – zichtbaar, infrarood en microgolf – tegelijkertijd kan regelen. Ze demonstreerden het materiaal in slimme vensters en in applicaties voor gezondheidsmonitoring en temperatuurbeheer.

Uniek voor de huid van inktvis en andere koppotigen, iridocyten en chromatoforen veranderen reversibel hun oriëntatie en veranderen het uiterlijk van de dieren. Evenzo hebben wetenschappers kunstmatige materialen ontwikkeld die overgaan van reflecterend naar het doorlaten van zichtbare en infrarode golflengten door te verschuiven van rimpelig naar gebarsten. Omdat microgolven veel groter zijn dan deze oppervlaktestructuren, worden ze niet beïnvloed.

Onderzoekers hebben echter onlangs ontdekt dat dichte netwerken van elektrisch geleidende materialen, zoals zilveren nanodraden, microgolven kunnen blokkeren. Dus, Yi Yang, Guangbin Ji, Zhichuan J. Xu en collega’s wilden oppervlaktestructuren integreren met een geleidend netwerk in een zachte film die snel kon overgaan tussen het afschermen van zichtbare naar microgolfbanden en het doorlaten ervan.

De onderzoekers creëerden een tweelaagse film door een dunne laag zilveren nanodraden op een uitgerekt elastomeer te spuiten. Door het materiaal uit te rekken en samen te trekken, ontstonden respectievelijk scheuren en hobbelige rimpels in het metalen oppervlak. Toen de onderzoekers het materiaal samentrokken tot een spanning van -30%, blokkeerde het licht, hield het infraroodwarmte vast en schermde het tot 99,9% van de microgolven af ​​die apparaten zouden kunnen storen. En terwijl het materiaal uit elkaar rekte, hield de uitzetting rechtstreeks verband met een toename van optische transparantie en warmte en microgolven die het doorliet. Daarnaast demonstreerde het team hoe het materiaal voor verschillende toepassingen kan worden gebruikt:

• Voor het verzenden of blokkeren van draadloze elektrocardiografische signalen.
• Als deken om lichaamswarmte vast te houden of te laten ontsnappen.
• Voor het volgen van bewegingen omdat de materialen temperatuurveranderingen veroorzaken die kunnen worden gedetecteerd door infraroodcamera’s.

De onderzoekers zeggen dat het vermogen van hun systeem om de transparantie ervan herhaaldelijk en snel aan te passen ten goede kan komen aan dynamische camouflagetechnologieën, energiezuinige gebouwen en adaptieve persoonlijke en gezondheidszorgapparatuur.