Ingenieros de UC Irvine inventan tecnología inspirada en calamares gigantes que puede engañar y enviar señales

Con contracción muscular en una fracción de segundo. El pulpo de anillos azules puede cambiar el tamaño y el color del patrón del mismo nombre en su piel con fines de engaño, camuflaje y señalización. Investigadores de la Universidad de California en Irvine se inspiraron en esta maravilla natural para desarrollar una plataforma tecnológica con capacidades similares para su uso en una variedad de campos. incluyendo energía militar, médica, robótica y energía sostenible.

Según los inventores, los nuevos dispositivos que surjan de esta innovación se beneficiarán de propiedades espectroscópicas y de fluorescencia dinámicamente ajustables. Facilidad de producción y el potencial de escalar a áreas lo suficientemente grandes como para cubrir vehículos, vallas publicitarias e incluso edificios. La inspiración biológica es el tema de un estudio publicado recientemente en Nature Communications.

Hapaloclena luunulata Es una especie de calamar originaria del Océano Pacífico occidental y del Océano Índico. Utiliza el veneno de una neurotoxina para aturdir a sus víctimas. Y puede protegerse de los depredadores con un anillo azul. Estos círculos iridiscentes sobre un fondo marrón en la piel de la criatura son lo que llamó la atención de los investigadores de UC Irvine.

Alon Gorodetsky, coautor principal Profesor de Ingeniería Química y Biomolecular en UC Irvine, dijo: “Estamos fascinados por el mecanismo que subyace a la capacidad del pulpo de anillos azules para cambiar rápidamente los marcadores de la piel entre estados ocultos y expuestos. «Para este proyecto Trabajamos para imitar las habilidades naturales del pulpo con dispositivos hechos de materiales especiales que sintetizamos en nuestro laboratorio. Y el resultado es un sistema de engaño y señalización inspirado en un pulpo. que es fácil de inventar y dura mucho tiempo cuando se opera Continuamente y capaz de repararse a sí mismo cuando se daña”.

La arquitectura de esta innovación requiere películas delgadas. Consiste en un anillo azul arrugado a su alrededor. círculo marrón Como en un pulpo. Está intercalado entre un electrodo transparente conductor de protones en la parte superior y una membrana acrílica en la parte inferior. Tiene otro electrodo idéntico debajo.

Una mayor creatividad técnica por parte de los investigadores se produjo a nivel molecular mientras exploraban los usos del ácido acetilsalicílico. Es un compuesto orgánico formado por anillos de benceno fusionados linealmente. Según Gorodetsky, la molécula similar al noraceno del diseñador (con nueve anillos de fusión lineales) que utilizó el equipo le da a la plataforma algunas capacidades únicas.

“Para nuestro equipo Hemos conceptualizado y diseñado una molécula no similar a la azina con una arquitectura única”, dijo la coautora Preeta Pratakshya, quien recientemente recibió su doctorado. en el Departamento de Química de UC Irvine “La aceína es una molécula de hidrocarburo orgánico que tiene muchas características útiles. Incluyendo una fácil síntesis Funciones electrónicas personalizables y propiedades ópticas controlables”.

Ella añadió: “Nuestra molécula no similar a la azina es única entre las azinas. Esto se debe a que pueden durar muchos años si se almacenan al aire. y someterse a una irradiación continua durante un día con luz brillante en el aire. Ninguna otra expansión de azina exhibe tal estabilidad combinada a largo plazo en condiciones tan duras”.

Según Gorodetsky, el tipo de molécula utilizada para crear la capa del anillo azul es lo que confiere al dispositivo sus mejores propiedades. Incluyendo propiedades espectroscópicas sintonizables. Facilitando una producción de sobremesa sencilla y la estabilidad de la atmósfera circundante bajo iluminación.

“Nuestro coautor, Sahar Sharifzadeh, es profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Boston. Se ha demostrado que las computadoras pueden predecir las propiedades de respuesta a estímulos de las moléculas. que abrirá el camino en silicona diseñar otras tecnologías de camuflaje”, dijo Gorodetsky.

Un sistema de señalización y engaño inspirado en un pulpo basado en variantes de azina ultraestables es el tema de un artículo realizado por investigadores de UC Irvine publicado en Nature Communications.

en pruebas de laboratorio Esto ha sucedido muchas veces en el Instituto de Telecomunicaciones y Tecnología de la Información de California de UC Irvine. El equipo descubrió que los dispositivos bioinspirados pueden cambiar su apariencia visual más de 500 veces con poca o ninguna degradación. y también puede repararse a sí mismo sin Intervención del usuario

Se ha demostrado que la invención tiene capacidades combinadas satisfactorias en radiación ultravioleta. luz visible y la porción del infrarrojo cercano del espectro electromagnético, lo que, según Gorodetsky, permitiría al dispositivo camuflar otros objetos para evitar su detección o transmitir señales a observadores encubiertos.

«La robustez óptica y la procesabilidad general de nuestra molécula similar al noaceno, y posiblemente de sus variantes, brindan una oportunidad para investigar estos compuestos en el futuro dentro del contexto de sistemas optoelectrónicos clásicos, como diodos emisores de luz y células solares», añade Gorodetsky. .

Junto a Gorodetsky y Pratakshya en este estudio se encuentran Chengyi Xu, Panyiming Liu, Reina Kurakake y Robert Lopez en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UC Irvine; David Josh Dibble y Anthony Burke en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de UC en Irvine; Philip Denison en Departamento de Química de UC Irvine; y Aliya Mukazhanova y Sharifzadeh de la Universidad de Boston. Oficina de Investigación Naval Agencia de proyectos de investigación avanzada de defensa y la Fundación Nacional de Ciencias Proporcionar apoyo financiero

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