Bạch tuộc đốm xanh truyền cảm hứng cho công nghệ ngụy trang và báo hiệu tự phục hồi

Bạch tuộc đốm xanh (Hapalochlaena lunulata) sử dụng các cơn co cơ trong tích tắc để thay đổi kích thước và màu sắc các mẫu da óng ánh chuẩn mực của nó nhằm ngụy trang trước những kẻ săn mồi tiềm năng và làm tín hiệu cảnh báo cho các động vật khác. Các cơn co thắt làm căng hoặc nén các tế bào sắc tố, các túi sắc tố nhỏ giống như quả bóng trên da. Lấy cảm hứng từ khả năng đánh lừa và phát tín hiệu của loài cephalopod, các nhà nghiên cứu từ Đại học California Irvine (UCI) đã tạo ra một nền tảng công nghệ bắt chước nó.

Alon Gorodetsky, tác giả nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi bị mê hoặc bởi cơ chế củng cố khả năng của bạch tuộc đốm xanh trong việc chuyển đổi nhanh chóng dấu hiệu trên da giữa trạng thái ẩn và trạng thái lộ. Đối với dự án này, chúng tôi đã nỗ lực mô phỏng khả năng tự nhiên của bạch tuộc bằng các thiết bị từ vật liệu độc đáo mà chúng tôi tổng hợp trong phòng thí nghiệm và kết quả là một hệ thống đánh lừa, báo hiệu lấy cảm hứng từ bạch tuộc, dễ chế tạo, hoạt động trong thời gian dài khi vận hành liên tục, thậm chí có thể tự sửa chữa khi bị hư hỏng".

Công nghệ này có cấu trúc rất giống với các đốm của bạch tuộc - một điện cực polymer dẫn proton trong suốt phía trên, lớp hoạt động giống nonacene trong đó một vòng màu xanh nhăn nheo bao quanh một vòng tròn màu nâu phẳng hơn, một màng acrylic bên dưới và một lớp trong suốt phía dưới, điện cực polymer dẫn proton. Các phân tử giống nonacene được thiết kế chính là thứ giúp mang lại cho nền tảng một số khả năng của nó.

Preeta Pratakshya, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Đối với thiết bị của mình, chúng tôi đã lên ý tưởng và thiết kế một phân tử giống nonacene với kiến trúc độc đáo. Acene là các phân tử hydrocarbon hữu cơ có nhiều đặc tính thuận lợi, bao gồm dễ tổng hợp, đặc tính điện tử có thể điều chỉnh và tính chất quang học có thể kiểm soát được. Các phân tử giống nonacene của chúng ta đặc biệt trong số các phân tử acene vì chúng có thể tồn tại nhiều năm khi được bảo quản trong không khí và sau một ngày bị chiếu xạ liên tục với ánh sáng chói trong không khí. Không có acene mở rộng nào khác thể hiện sự ổn định lâu dài kết hợp này trong những điều kiện khắc nghiệt như vậy".

Ngoài độ cứng, các phân tử còn mang đến cho công nghệ những đặc tính quan trọng khác lấy cảm hứng từ vòng xanh, bao gồm đặc tính quang phổ có thể điều chỉnh, chế tạo mặt bàn đơn giản bằng cách sử dụng thiết bị tối thiểu và độ ổn định của không khí xung quanh khi được chiếu sáng.

Hệ thống đã thay đổi hình thức bên ngoài một cách nhất quán và đáng tin cậy trong khoảng 500 chu kỳ, với chức năng ở mức tối thiểu hoặc không bị suy giảm trong điều kiện môi trường xung quanh. Nó thể hiện khả năng của mình trong vùng ánh sáng cận hồng ngoại nhìn thấy được (UV-Vis-NIR) của phổ điện từ, bao gồm khả năng điều chỉnh độ sáng của màu khả kiến, thay đổi độ tương phản cận hồng ngoại và điều chỉnh cường độ huỳnh quang đa phổ.

Các nhà nghiên cứu cho biết khả năng này sẽ cho phép công nghệ ngụy trang các vật thể khác khỏi bị người quan sát phát hiện hoặc lén lút phát tín hiệu. Thật bất ngờ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng công nghệ này còn có thể tự sửa chữa mà không cần sự can thiệp của người dùng.

Theo các nhà nghiên cứu, công nghệ dễ sản xuất của họ có thể ứng dụng trong quân sự, y học, robot và các lĩnh vực năng lượng bền vững. Khả năng mở rộng của nó có nghĩa là nó có thể được sử dụng để bao phủ các khu vực rộng lớn như xe cộ, biển quảng cáo, thậm chí cả các tòa nhà.

Hà My