Екип от инженери, ръководен от Алон Городецки от Калифорнийския университет, Ървайн, измисли нов метализиран полимерен филм, отразяващ инфрачервените лъчи, вдъхновен от променящата се цвета кожа на калмарите. Регулируемите изолационни свойства на композита могат да го направят полезен във всичко – от чаши за кафе до контейнери за транспортиране, плюс възможността за рециклиране и може да бъде произведена икономично в мащаб.
Често почетен гост в ястие от калмари, калмарът е толкова странен морски обитател, че е лесно да го сбъркате със създание от космоса. Освен сръчните си пипала, реактивното задвижване, високата интелигентност (за мекотели) и обезпокоително човешките очи, калмарите споделят с други главоноги способността да променят цвета си светкавично.
Калмарите променят цвета си, за да се скрият от хищници или плячка, или като начин за комуникация. Прави го с такава скорост, че изглежда почти сякаш има вграден цифров дисплей. Всъщност той управлява този подвиг с помощта на така наречените хроматофори. Това са специализирани торбички в кожата на животното, които съдържат пигментни гранули. Чрез изкривяване на торбичките с помощта на мускулите си, калмарите могат да променят тяхната полупрозрачност, отразяване или непрозрачност.
Използвайки това като модел, екипът на UC Irvine излезе с композитен материал, който, вместо да премества пигмента, регулира топлината. Той е направен от полимер и метали и може да преконфигурира структурата си, за да я направи повече или по-малко отразяваща топлината, в зависимост от това колко напрежение е приложено към него.
„Металните острови в нашия композитен материал са един до друг, когато материалът е отпуснат и се разделят, когато материалът е опънат, което позволява контрол на отражението и предаването на инфрачервена светлина или разсейване на топлината“, каза Городецки. “Механизмът е аналогичен на разширяването и свиването на хроматофора в кожата на калмара, което променя отражението и предаването на видимата светлина.”
Въпреки това, не само материалът е умен, а усилията на екипа да го направи практичен от търговска и екологична гледна точка. Чрез нанасяне на мед върху алуминиев субстрат и пръскането му с множество слоеве полимери, изследователите казват, че новият материал може да бъде произведен във всяка партида на ролки с икономии от мащаба, които намаляват разходите до около 0,1 m⁻² от САЩ.
Екипът казва, че фолиото може да се използва във всичко – от чаши за кафе до пренасяне на чанти до транспортни контейнери, и има предимството на изолационните качества, които могат да се настройват, така че можете бързо да намалите какаото си до температура за пиене. В допълнение, материалите могат да бъдат рециклирани с помощта на конвенционални търговски методи чрез премахване на металите и повторно предназначение на останалите полимери.
Досега материалът е тестван под формата на чаша за кафе, постигайки 20-кратна модулация на предаването на инфрачервеното лъчение и 30-кратно регулиране на интензитета на топлинния поток при стандартизирани условия на тестване. В допълнение, материалът издържа добре на повтарящи се механични цикли, когато е натоварен.
„Има огромен набор от приложения за този материал“, каза Городецки. „Помислете за всички бързоразвалящи се стоки, които са били доставени до домовете на хората по време на пандемията. Всеки пакет, който Amazon или друга компания изпрати и който трябва да бъде контролиран от температурата, може да използва подплата, направена от нашия адаптивен композитен материал, вдъхновен от калмари. Сега, когато ние можем да правим големи листове от него наведнъж, имаме нещо, което може да бъде от полза за много аспекти от живота ни.”
Творбата е публикувана в Устойчивост на природата.
Източник: UC Ървайн
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
