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Martes, 17 marzo 2015
Ciencia de los Materiales

Piel artificial capaz de cambiar de color como la del camaleón

Inspirándose en la portentosa habilidad de los camaleones para cambiar el color de su piel, unos ingenieros han creado un material camaleónico increíblemente delgado al que se le puede hacer cambiar de color (a voluntad) aplicándole simplemente una pequeña cantidad de fuerza.

 

Entre las nuevas y fascinantes aplicaciones prácticas que este singular material puede tener, figura una clase completamente nueva de pantalla, sistemas sofisticados de camuflaje por cambio de color, y sensores capaces de permitir detectar defectos, de otra manera imperceptibles, en edificios, puentes y aviones.

 

Hasta donde se sabe (puede haber desarrollos previos secretos al respecto en el ámbito militar), es la primera vez que alguien ha hecho una piel flexible como la de los camaleones, que puede cambiar el color simplemente flexionándola.

 

Grabando de forma precisa diminutas estructuras, más pequeñas que una longitud de onda de la luz, en una película de silicio mil veces más delgada que el grosor de un cabello humano, el equipo de Connie J. Chang-Hasnain, de la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, pudo seleccionar la gama de colores que reflejaría el material, dependiendo de cómo se le flexionara y doblara.

 

Los colores que vemos habitualmente en pinturas, tejidos y otras sustancias naturales, surgen cuando luz blanca de espectro amplio choca contra sus superficies. La composición química concreta de cada superficie absorbe varias bandas, o longitudes de onda. Aquellas que no son absorbidas son reflejadas, de manera que las longitudes de onda más cortas dan a los objetos una tonalidad azul, y las más largas una rojiza, siendo posibles todas las combinaciones del arco iris entre unas y otras. Un cambio de color en una superficie, como ocurre en las hojas de los árboles en otoño, requiere un cambio en la composición química.

 

[Img #26082]

 

Desde hace poco, ingenieros y científicos han estado explorando otro método, uno que permite establecer los colores deseados sin tener que recurrir al uso de pigmentos y tintes químicos. En vez de controlar la composición química de un material, es posible controlar las estructuras superficiales en una escala diminuta de manera que interactúen y reflejen longitudes de onda específicas. Este tipo de “color estructural” es mucho menos común en la naturaleza, pero es utilizado por algunas mariposas y escarabajos para crear un despliegue particularmente iridiscente de colores. Los creadores de la piel camaleónica artificial se han valido de esta modalidad de generación de colores.

 

Ellos aplicaron un principio similar al usado en ciertas tecnologías ópticas de la astronomía, si bien con un diseño radicalmente distinto, para conseguir el control de colores que estaban buscando. Grabaron hileras de barras sobre una capa individual delgada de silicio. Estas barras reflejan una longitud de onda de la luz muy específica. Mediante el ajuste de los espacios entre las barras, es posible seleccionar el color concreto que debe reflejarse.

 

Dado que el espaciado de las barras es la clave para controlar el color que reflejan, la flexibilidad del material permite, con la ayuda de otras características del diseño, cambiar sutilmente el espaciado entre ellas (y por tanto el color), flexionándolo o doblándolo.

 

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