Органы хроматофора, которые появляются как сотни разноцветных веснушек на поверхности тела цефалопода, способствуют быстрым изменениям в цвете кожи. В работе, опубликованной на прошлой неделе в Продвинутых Оптических Материалах, группа Дерэви описывает свою работу в изоляции гранул пигмента в этих органах, чтобы лучше понять их роль в цветном изменении. Исследователи обнаружили, что эти гранулы имеют замечательные оптические качества и использовали их, чтобы сделать тонкие пленки и волокна, которые могли быть включены в текстиль, гибкие дисплеи и будущие изменяющие цвет устройства. Лаборатория Дерэви сотрудничала с Исследованием Солдата армии США Натик, развитием и Техническим Центром исследования.
Хроматофоры существуют оттенков красного, желтого, коричневого цвета, и оранжевый. Они подобны веснушкам на человеческой коже, которые появляются со временем. Но у цефалоподов, эти веснушки открываются и близко в рамках доли секунды, чтобы дать начало непрерывно повторно формирующему цвету кожи.
Под хроматофорами слой iridophores, которые действуют как зеркало. Вместе, эти органы отражают все цвета видимого света.
Удаляя отдельные частицы пигмента из кальмара, Deravi смог исследовать широту их возможностей как статические материалы. Одна частица составляет только 500 миллимикронов в размере, который в 150 раз меньше, чем диаметр человеческих волос. Команда Дерэви выложила слоями и реорганизовала частицы и нашла, что они могли произвести экспансивный цветной поддон.
«Мы показываем, что эти пигменты – мощный инструмент, который может произвести ультратонкие пленки, которые действительно богаты цветами», сказал Дерэви.Ее команда также обнаружила, что пигменты могут рассеять и видимый и инфракрасный свет.
Это увеличивает яркость и поглощение света и затрагивает, как воспринят заключительный цвет. И когда Дерэви спроектировал систему, которая включала зеркало – имитация расположению органов, которые кальмары имеют естественно – она смогла далее увеличить воспринятый цвет посредством рассеивания света через и от гранул. Этот процесс мог потенциально копироваться на функциональных материалах как солнечные батареи, чтобы увеличить поглощение солнечного света, сказал Дерэви.«С научно-технической технической точки зрения понимая, как цвет влияния рассеяния света очень важен, и это – увлекательная новая разработка в области оптики в биологии», сказал Ричард Осгуд, сотрудник от Исследования Солдата армии США Натик, развития и Технического Центра. «Это – необычное использование знания оптики и физики в рассеивании, чтобы понять биологические системы».
Исследователи сделали шпульки волокон от частиц пигмента кальмаров и теперь исследуют использование для материала. Волокна так визуально интересны, что не трудно предположить ткать их в ткань для одежды или других видов искусства.
Но возможно самое увлекательное применение – пригодные, гибкие экраны и текстиль, который способен к адаптивной окраске. Осгуд сказал, что исследование могло позволить армии создавать новые возможности к солдатам.
«Больше десятилетия ученые и инженеры пытались копировать этот процесс и построить эти устройства, которые могут окрасить матч, цветное изменение и камуфляж точно так же, как цефалоподы, но многие из них не прибывают никуда около скорости или динамического диапазона цвета, который могут показать животные», сказал Дерэви. «Цефалоподы развились, чтобы включить эти определенные гранулы пигмента по причине, и мы начинаем соединять, какова та причина».