Uma equipe de cientistas da Universidade de Harvard e da Universidade de Exeter, Reino Unido, ter inventado uma nova fibra que muda de cor quando esticado. Inspirada na natureza, os pesquisadores identificaram e replicado os elementos exclusivos estruturais que criam a cor iridescente azul brilhante de frutas de uma planta tropical.
A fibra de múltiplas camadas, descrita em 28 de janeiro revista Advanced Materials, pode servir para a criação de tecidos inteligentes que visivelmente reagem ao calor ou pressão.
"Nossa nova fibra é baseado em uma estrutura que encontramos na natureza, e através de engenharia inteligente temos tido suas capacidades um passo adiante", diz o autor Mathias Kolle, um pós-doutorado na Escola de Harvard de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) .
"A planta, é claro, não pode mudar de cor. Ao combinar a sua estrutura com um material elástico, no entanto, nós criamos uma versão artificial que passa por um arco-íris cheio de cores, como é esticado".
O chamado "hogberry bastardo", mostrado aqui flutuando na água (que muda de cor aparente), inspirou um novo tipo de fibra fotônica. (Crédito: Cortesia da imagem de Pedro Vukusic)
Uma vez que a evolução do primeiro olho na Terra mais de 500 milhões de anos atrás, o sucesso de muitos organismos tem contado com a forma como eles interagem com a luz e cor, tornando-os modelos úteis para a criação de novos materiais. Para sementes e frutas, em particular, cor brilhante é pensado para ter evoluído para atrair os agentes de dispersão de sementes, especialmente aves.
O fruto da planta da América do Sul tropical, Margaritaria nobilis, comumente chamado de "hogberry bastardo," é um exemplo intrigante desta adaptação. A fruta ultra-brilhante azul, que é baixo teor nutritivo, imita um concorrente mais carnuda e nutritiva. Pássaros enganados comer a fruta e, finalmente, lançar suas sementes em uma ampla área geográfica.
| "O fruto desta planta hogberry bastardo era cientificamente delicioso para escolher", diz o investigador principal Peter Vukusic, Professor Associado Natural Fotônica da Universidade de Exeter."A arquitetura de luz manipulando seus presentes de superfície da camada, que evoluiu para servir uma função biológica específica, tem inspirado um design extremamente útil e interessante tecnológica". Vukusic e seus colaboradores da Harvard estudou a origem estrutural de cores vibrantes da semente.Descobriram que as células da pele na parte superior da semente contém um padrão, curva de repetição, que cria cores através da interferência de ondas de luz. |
A equipe replicado os principais elementos estruturais da fruta para criar flexíveis, elásticos e de mudança de cor fibras fotônicas usando um mecanismo de roll-up inovadora aperfeiçoado nos laboratórios de Harvard.
"Para a nossa estrutura artificial, cortamos a complexidade do fruto para apenas seus elementos-chave", explica Kolle. "Nós usamos fibras muito finas e enrole uma bicamada polímero em torno deles. Isso nos dá o contraste de índice de refração, o número correto de camadas, ea curva, cilíndrico transversal que precisamos para produzir essas cores vivas."
Os pesquisadores dizem que o processo pode ser ampliada e desenvolvida para atender a produção industrial.
"A nossa técnica de fibra de laminagem permite a utilização de uma vasta gama de materiais, especialmente os mais elásticas, com a gama de cores-ajuste superior em uma ordem de magnitude que nada foi relatado para as fibras termicamente desenhadas", diz co-autor Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson Professor de Ciência dos Materiais em MARES de Harvard, e conselheiro da Kolle. Aizenberg também é diretor do Instituto Kavli de Bionano Ciência e Tecnologia na Universidade de Harvard e membro do corpo docente do núcleo do Instituto Wyss para Engenharia Biologicamente Inspirado em Harvard.
Superiores das fibras propriedades mecânicas, combinado com o seu brilho cor demonstrada e tunability, torná-los muito versátil. Por exemplo, as fibras podem ser enroladas para revestir formas complexas. Uma vez que as fibras de mudar de cor sob tensão, a tecnologia pode servir para a têxteis inteligentes desportivos que mudam de cor em áreas de tensão muscular, ou sentido, quando um objecto é colocado sob tensão, como resultado do calor.
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