پژوهشگران پوست مصنوعی آفتاب پرست را تولید کردند که وقتی در معرض نور قرار میگیرد رنگ آن تغییر میکند و می تواند در کاربردهایی مانند استتار فعال و نمایشگرهای بزرگ از آن استفاده کرد. موادی که توسط محققان دانشگاه کمبریج توسعه پیدا کردهاست از نانوذرات طلاست که درون یک پوسته پلیمری به شکل میکرو قطرات آب در روغن در آمده است به طوری که وقتی در معرض حرارت یا نور قرار میگیرد، ذرات به هم میچسبند و رنگ ماده را تغییر میدهند.
در طبیعت جانورانی مانند آفتابپرست به دلیل داشتن کروماتوفور قادرند رنگ خود را تغییر دهند. کروماتوفورها، سلولهایی با الیاف انقباضی هستند که رنگدانهها را در اطراف خود حرکت میدهند. کروماتوفورهای مصنوعی تولید شده توسط محققان کمبریج بر همین اساس ساخته شده است با این تفاوت که به جای الیاف انقباضی، توانایی تغییر رنگ آن مبتنی بر نانومکانیزمهایی است که توان خود را از نور دریافت میکنند و سلولها در اینجا قطرات میکروسکوپی آب هستند. وقتی که این مواد در حرارت بالای 32 درجه سانتیگراد قرار گیرند، نانوذرات طلا مقادیر بسیار زیادی از انرژی الاستیک را در کسری از ثانیه ذخیره میکنند و همزمان پوشش پلیمری، آب را از خود میراند و از هم باز میشود. این همان اثری است که نانوذرات را مجبور میکند تا درون خوشههای به هم فشرده به یکدیگر متصل شوند. وقتی ماده خنک میشود، پلیمرها آب را جذب کرده و منبسط میشوند و در این حالت نانوذرات طلا، مانند یک فنر به شدت و با سرعت از هم جدا میشوند.
قراردادن نانوذرات درون میکروقطرات به ما اجازه میدهد تا اندازه و شکل خوشهها را کنترل نماییم و امکان تغییر رنگ را برای ما فراهم میکند. هندسه نانوذرات وقتی که در قالب خوشهها به هم متصل میشوند تعیین کننده رنگی است که باید ظاهر شود: وقتی نانوذرات پخش شده و از هم جدا میشوند، رنگ آنها قرمز است و وقتی به یکدیگر متصل میشوند به رنگ آبی تیره هستند. با این حال قطرات آب نیز خوشههای این ذرات را فشرده میکند که موجب میشود برهم سایه بیاندازند و این امر سبب می شود که به حالت کلاستری تقریبا شفاف در بیایند.
در حال حاضر، مواد توسعه داده شده توسط محققان کمبریج، در یک تک لایه قرار دارد، که فقط میتواند یک تغییر رنگ را ایجاد نماید. با این حال، نانوذرات مختلف و شکلهای مختلف آنها، میتواند در لایه های بیشتری استفاده شود تا پویایی کامل ذرات را ایجاد کرده و به مانند پوست واقعی آفتابپرست در بیاید.
این محققان از سوی مرکز تحقیقات اروپا (ERC) و مرکز تحقیقات علوم فیزیکی و مهندسی (EPSRC) حمایت مالی شدهاند.