Ученые создали синтетический аналог кожи хамелеона. Он меняет цвет при растягивании

Группа ученых из России, США и Франции создала гибкий полимерный материал, который может менять цвет аналогично коже хамелеона. Сооветствующая статья опубликована в Science.

Кожа хамелеона обладает известным уникальным свойством изменения цвета. Несколько лет назад ученые выяснили, что она состоит из фотонных нанокристаллов, оптическими свойствами которых животное может управлять с помощью мышц: при растяжении кожи расстояния между кристаллами увеличиваются, и свет по-другому взаимодействует с ними. Помимо этого, у хамелеона (и некоторых других животных) кожные ткани упрочняются при увеличении напряжения – чем больше растяжение кожи, тем более сильные усилия нужно приложить для дальнейшей деформации.

До сих по ученым не удавалось повторить такие характеристики, однако в новой работе исследователи смогли сделать материал, который, во-первых, повторяет механические свойства тканей животных, а во-вторых, дает возможность управлять цветом.

Ученые использовали эластомеры – особый тип полимеров, которые состоят из тесно переплетенных параллельных нитей вещества, не соединеных общими связями. У обычных эластомеров плотность снижается при растягивании, однако эту проблему удалось решить, добавив в вещество другие молекулы – они удерживали конструкцию от распада, а эластомерные нити придавали ей пластичность. При этом оказалось, что свойства материала можно легко менять – в зависимости от длины нитей полимера вещество можно делать более или менее упругим.

За счет увеличения расстояния между внедренными в полимерный скелет молекулами при внешней нагрузке вещество меняет свою окраску – у него меняются дифракционные свойства, и из синего он становится голубым.

«Пока рано говорить о том, можно ли будет создавать мягкие ткани и кожу конкретно из этого материала, но технология управления механическими свойствами через структуру полимерных цепочек может пригодиться для этой цели», – заявил один из авторов работы, Дмитрий Иванов из МГУ.

Как считают авторы работы, такой материал можно использовать в военной промышленности для создания систем камуфляжа, а также в медицине, в качестве основы для изготовления протезов и гибких имлантов, которые по своим механическим свойствам не будут отличаться от человеческих тканей.