Инженеры Университета Рутгерса создали смарт-гель, напечатанный на 3D принтере, который меняет форму и цвет при воздействии света. Этот материал может привести к интересным исследованиям для различных инженерных приложений, включая новый военный камуфляж, мягкую робототехнику и гибкие дисплеи.

Соавторы исследования намеревались воспроизвести невероятную способность головоногих моллюсков использовать тысячи изменяющих цвет хроматофорных клеток, распределенных на их мягкой коже, для изменения цвета и текстуры. Благодаря тому, что хроматофоры действуют индивидуально, головоногие моллюски могут создавать чрезвычайно сложные цветовые узоры и даже изменять текстуру своей кожи, чтобы она соответствовала камням или кораллам. Эта сложная биологическая эволюция дала им инструменты, позволяющие пережить миллионы лет хищничества со стороны угрей, акул и бесчисленных рыб.


Исследователи описали разработку двух гидрогелей для 3D печати. Они создали светочувствительную мышцу, которая воспринимает свет и меняет форму, сокращаясь. Они также придумали растяжимый гидрогелевый материал на основе акриловой кислоты, который может менять цвета при изменении света. Инженеры использовали специально разработанную технику 3D печати с проекционной микростереолитографией из нескольких материалов, технологию аддитивного производства с высоким разрешением, позволяющую создавать сложные 3D архитектуры сантиметрового масштаба с экстремальным разрешением, приближающимся к разрешению отдельных клеток млекопитающих.

В будущем, добавляя различные красители к эластичному гидрогелю, исследователи могут изменить текущий черно-белый бинарный цветовой узор на более яркое цветовое выражение. Следующие шаги включают повышение чувствительности технологии, времени отклика, масштабируемости и долговечности.