محققان با الهام گرفتن از تغییر رنگ آفتاب پرست برای استتار، ماده اولیه جدیدی را تولید کرده اند.
ترجمه: آزاده موحد
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، این خزنده برای تغییر رنگ از بلورهای فوتونی موجود در پوست خود بهره می گیرد. البته دانشمندان تلاش زیادی برای تقلید این شیوه بدون نیاز به تغییر سایز ماده اولیه کرده اند.
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه اموری در آتلانتا پوست هوشمند انعطاف پذیری را ساخته است که ضمن حفظ تقریبی حجم خود به گرما و نور خورشید واکنش می دهد.
دانشمندان زمان زیادی را صرف ساخت پوست های هوشمند تغییر رنگ دهنده برای مواردی نظیر استتار، برچسب های جعلی و غیره کرده اند. با وجود این که پروژه تحقیقاتی جدید همچنان در مراحل ابتدایی خود قرار دارد اما اصول اولیه آن کشف و شناسایی شده است.
پیش از این دانشمندان برای تقلید از آفتاب پرست و ساخت پوست مصنوعی هوشمند روش قرار دادن ردیف هایی از بلورهای فوتونی بر روی پلیمرهای انعطاف پذیر حاوی آب یا هیدروژل را امتحان کرده بودند.
باز یا جمع شدن هیدروژلها باعث ایجاد تغییر در فواصل بین ردیف بلورها و در نتیجه تغییر رنگ می شود. مشکل اینجاست که برای تغییر رنگی که به چشم بیاید باید باز یا جمع شدن هیدروژل بسیار چشمگیر باشد که این منجر به ایجاد بی ثباتی در ساختار و خم شدن ماده اولیه می گردد.
یکی از اعضای تیم تحقیقاتی هنگام مشاهده ویدیویی از آفتاب پرست ها به این فکر افتاد که چگونه آفتاب پرست بدون این که تغییر سایز دهد می تواند رنگش را عوض کند. او با استفاده از روش تصویربرداری زمان گریز(time-lapse) از آفتاب پرست در هنگام تغییر رنگ، دریافت که ردیف های بلورهای فوتونی تمام سطح پوست آفتاب پرست را پوشش نمی دهند بلکه درون یک شبکه تیره پخش شده اند. با تغییر رنگ بلورهای فوتونی، فاصله بین این تکه های رنگی ثابت باقی می ماند. فرضیه او این بود که سلول های پوستی تشکیل دهنده شبکه تیره تا حدی جابجایی بلورهای فوتونی را جبران می کنند. سپس به فکر طراحی یک ساختار کامپوزیتی مشابه از بلورهای فوتونی و قرار دادن آن بر روی یک شبکه تطبیق پذیر با کرنش افتاد.
محققان از مگنت برای آرایش الگوهای بلورهای فوتونی حاوی اکسید آهن در هیدروژل استفاده کرده اند. آن ها سپس این بلورها را در یک هیدروژل ثانویه که تغییر رنگ نمی داد، قرار دادند. هیدروژل ارتجاعی دوم از نظر مکانیکی با هیدروژل اول سازگار بود و در نتیجه تغییر در فواصل بین بلورهای فوتونی را جبران می کرد. این پوست هوشمند در هنگام حرارت دهی تغییر رنگ می دهد ضمن این که سایز آن هم تقریبا ثابت است.
ماده اولیه جدید به شکل های ماهی و برگ ساخته شد و پس از انجام آزمایشات مشاهده شد که در صورت قرار گیری در معرض نور خورشید به مدت 10 دقیقه تغییر رنگ می دهد بدون آن که سایز آن تغییر کند.
هرچند که تمرکز این تحقیق بر روی هیدروژل ها و بلورهای فوتونی بود اما در آینده می توان آن را به سمت موارد کاربردی در صنایع نساجی نیز سوق داد.
این گونه از نوآوری ها می تواند در صنعت نساجی بسیار کاربردی باشد برای مثال در لباس های نظامی. اگرچه دهه هاست که گروه های نظامی سرتاسر جهان از لباس های مخصوص برای استتار خود استفاده می کنند اما این لباس ها تنها محدود به یک محیط خاص می شوند برای مثال لباس استتار مخصوص جنگل برای استفاده در صحرا مناسب نیست. بنابراین چنانچه بتوان از ماده اولیه جدید که از آفتاب پرست الهام گرفته شده برای تولید لباس های نظامی استفاده کرد، سربازان آزادی عمل بیشتری خواهند داشت ضمن این که سطح محافظت از آن ها نیز بیشتر می شود.
یکی دیگر از موارد کاربردی ماده جدید می تواند در سرگرمی هایی باشد که احتیاط بیشتری در آن ها لازم است. برای مثال تماشای پرندگان یا رفتن به سافاری که ممکن است به لباس هایی نیاز باشد که فرد با پوشیدن آن ها در طبیعت گم و پنهان شود. علاوه بر آن گروه های فیلمبرداری که به ساخت مستند از حیات وحش می پردازند نظیر مجموعه سیاره زمین از سر دیوید اتنبرو، می توانند با استفاده از این محصول فیلم های بهتری تهیه کنند.
محصول فوق نه تنها برای افرادی که تمایل به نامریی شدن دارند قابل استفاده است بلکه می تواند در صنعت مد نیز کاربرد داشته باشد. داشتن لباسی با قابلیت تغییر رنگ یا طرح آزادی عمل بیشتری را برای انتخاب استایل در اختیار افراد می گذارد. علاوه بر آن این پروژه تحقیقاتی می تواند به افزایش پایایی در صنعت مد کمک کند. به جای خریدن چهار رنگ متفاوت از یک تی شرت می توان تنها یک تی شرت با قابلیت تغییر رنگ خرید و در نتیجه میزان مصرف مواد اولیه و رنگزا را کاهش داد.
در حال حاضر فعالیت هایی مرتبط با ایده تغییر رنگ پارچه نیز صورت گرفته است برای مثال محققان دانشگاه فلوریدای مرکزی محصولی را با نام ChroMorphous تولید کرده اند که منسوجی نوآورانه است که بر اساس نیاز موجود رنگ و ظاهر آن تغییر می کند.
البته در حال حاضر تمامی این ایده ها و کاربردهای بالقوه آن ها هنوز به صورت فرضیه است اما تحقیق فوق درهای زیادی را به روی نوآوری های آتی باز خواهد کرد.