الجلد الاصطناعي المستوحى من الأخطبوط يتغير لونه وملمسه حسب الطلب

ابتكر الباحثون المواد الأولى التي لا يمكنها تغيير لونها فحسب، بل أيضًا نسيج سطحها عند الطلب، مستوحاة من كيفية ضبط الأخطبوطات لجلدها لتندمج مع الصخور التي تجلس عليها. يمكن أن يتحول “الجلد” الاصطناعي من اللون غير اللامع إلى اللامع ويعرض مجموعة متنوعة من التأثيرات الأخرى، قبل أن يعود إلى حالته الأولية. تم نشر النتائج اليوم في طبيعة¹.

تؤثر النتوءات أو الأخاديد ذات الأحجام المختلفة – بدءًا من المقاييس دون الميكرومترية للأطوال الموجية للضوء المرئي وحتى المليمترات – على كيفية تشتيت السطح للضوء. وهذا يمكن أن يجعل المادة باهتة أكثر أو أقل، أو يغير لونها عند مراقبتها من زوايا مختلفة. تستخدم الرخويات، مثل الأخطبوطات والحبار، عضلات صغيرة مدمجة في جلدها لإنتاج هذه التأثيرات للتمويه أو التواصل.

قام سيدهارث دوشي، عالم المواد في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا، ومعاونوه ببناء ما يسمونه الأسطح الخارقة من PEDOT:PSS، وهو نوع من البوليمر الذي تم استخدامه في الألواح الشمسية و إلكترونيات قابلة للطباعة. لقد اختاروا المادة لأنها تنتفخ عند ملامستها للماء، ولكن بطريقة عكسية: فهي ستحرر الماء وتتقلص عند تعرضها لسوائل أخرى، مثل بعض الكحوليات.

ولإنشاء مواد ذات نسيج يمكن التحكم فيه، وضع الباحثون طبقة من البوليمر على ركيزة واستخدموا شعاع الإلكترون لإنشاء مناطق قادرة على امتصاص كميات متفاوتة من الماء، مما ينتج عنه “مناظر طبيعية” من النتوءات على السطح. وكانت النتيجة مواد يمكن أن تغير مظهرها بشكل جذري عندما تكون مبللة. عند استخدامه عمليًا، يمكن تغطية الأسطح بغشاء شفاف، مما يسمح بالتحكم في تدفق المياه، أو خلط الماء بتركيزات مختلفة من الكحول 2-بروبانول. يقول دوشي: “مجرد وضع الكحول يكفي لإخراج الماء”.

تطبيقات فريدة من نوعها

يقول فيليب لالان، الباحث في مجال الضوئيات النانوية بمعهد آكيتاين للبصريات في تالنس بفرنسا، إن العروض التوضيحية التي قدمتها المجموعة “فريدة من نوعها تمامًا”، وتفتح الباب أمام إنشاء منتجات استهلاكية، أو مباني يمكنها تغيير مظهرها حسب الطلب، وبطرق غير مسبوقة.