Inspirándose en el pequeño pero extremadamente mortal pulpo de anillos azules, los investigadores han creado una nueva tecnología que puede cambiar rápidamente de color y apariencia con varias luces para camuflarse y señalar. Se espera que esta tecnología se utilice en campos como el militar, la medicina y la robótica.
El gran pulpo de anillos azules (Hapalochlaenalunulata) utiliza contracciones musculares en fracciones de segundo para cambiar el tamaño y el color de sus coloridos patrones de piel para camuflarse, esconderse de posibles depredadores y enviar señales de advertencia a otros animales. Esta contracción estira o comprime las células cromafines, los pequeños sacos de pigmento en forma de globo que se encuentran en la piel.
Inspirándose en la capacidad de los cefalópodos para engañar y enviar señales, investigadores de la Universidad de California, Irvine (UCI) han creado una plataforma tecnológica que la imita.
Alon Gorodetsky, autor correspondiente del estudio, dijo: "Estamos fascinados por el mecanismo por el cual el pulpo de anillos azules cambia rápidamente las marcas de la piel entre estados ocultos y expuestos. En este proyecto, nos esforzamos por imitar las habilidades naturales del pulpo con un dispositivo hecho de un material único que sintetizamos en el laboratorio. El resultado es un sistema de señalización y engaño inspirado en el pulpo que puede fabricarse directamente, funcionar durante largos períodos de tiempo en funcionamiento continuo e incluso autorreparación cuando se daña."
La tecnología es estructuralmente muy similar a los anillos de un pulpo de anillos azules: un electrodo de polímero transparente conductor de protones en la parte superior, una capa activa a base de noneno (en la que un anillo azul arrugado rodea un círculo marrón más plano), una membrana acrílica subyacente y un electrodo de polímero transparente conductor de protones en la parte inferior. Las moléculas de diseño basadas en nonenos ayudan a darle cierta funcionalidad a la plataforma.
"En este dispositivo, concebimos y diseñamos una molécula no olefínica con una estructura única", dijo Preeta Pratakshya, primera autora del estudio. "Ene es una molécula de hidrocarburo orgánico con una variedad de propiedades ventajosas, que incluyen facilidad de síntesis, propiedades electrónicas sintonizables y propiedades ópticas controlables. Nuestras moléculas no olefinas son las mejores entre las olefinas porque pueden almacenarse en el aire durante años y sobrevivir a la exposición continua a la luz intensa del aire durante más de un día. Ninguna otra olefina expandida muestra una estabilidad tan completa a largo plazo en condiciones tan duras".
Además de ser altamente tolerantes, estas moléculas dotan a la tecnología de otras importantes propiedades inspiradas en el anillo azul, incluidas propiedades espectrales sintonizables, fabricación directa en el escritorio utilizando un equipo mínimo y estabilidad ambiental y atmosférica bajo la luz.
El sistema continúa cambiando de manera confiable su apariencia de luz visible aproximadamente 500 veces, con una degradación funcional mínima o nula en condiciones ambientales. Demuestra sus capacidades en la región ultravioleta-visible-infrarroja cercana (UV-Vis-NIR) del espectro electromagnético, incluida la capacidad de modular el brillo del color visible, cambiar el contraste del infrarrojo cercano y ajustar la intensidad de la fluorescencia multiespectral. Los investigadores dicen que esta capacidad permitiría a la tecnología camuflar otros objetos sin ser detectados, o enviar señales encubiertas a los observadores. Inesperadamente, los investigadores descubrieron que la tecnología también puede repararse a sí misma de forma autónoma sin la intervención del usuario.
"La robustez fotofísica y la procesabilidad general de nuestra molécula similar al noneno -y presumiblemente sus variantes- abre oportunidades para futuros estudios de estos compuestos en sistemas optoelectrónicos convencionales como diodos emisores de luz y células solares", dijo Gorodetzky.
Los investigadores dicen que su tecnología fácil de fabricar podría tener aplicaciones en los campos militar, médico, robótico y de energía sostenible. Su escalabilidad significa que puede usarse para cubrir grandes áreas como vehículos, vallas publicitarias e incluso edificios.
El estudio fue publicado en la revista Nature Communications, y el siguiente vídeo, producido por el equipo de Gorodeski, compara las capacidades de cambio de color del pulpo de anillos azules con tecnología bioinspirada.