Tecnologia inspirada nos polvos pode camuflar e sinalizar

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 09/01/2024

Biomimetismo

Usando contraes musculares feitas em uma frao de segundo, o polvo de anis azuis (Hapalochlaena lunulata) altera o tamanho e a cor dos padres em sua pele para enganar presas e predadores e tambm para “conversar” com outros de sua espcie.

Preeta Pratakshya e seus colegas da Universidade da Califrnia em Irvine, nos EUA, inspiraram-se nessa maravilha natural para desenvolver uma nova plataforma tecnolgica com capacidades semelhantes. O objetivo amplo, com usos em diversos campos, incluindo medicina, robtica e energia sustentvel.

“Ns ficamos fascinados pelos mecanismos que sustentam a capacidade do polvo de anis azuis de mudar rapidamente as marcas da sua pele entre estados ocultos e expostos,” disse o professor Alon Gorodetsky. “Para este projeto, trabalhamos para imitar as habilidades naturais do polvo com dispositivos de materiais nicos que sintetizamos em nosso laboratrio, e o resultado um sistema de sinalizao e camuflagem inspirado no polvo que simples de fabricar e funciona por um longo tempo quando operado continuamente, e pode at mesmo se reparar quando danificado.”

A arquitetura tem como base uma pelcula fina que consiste em anis azuis enrugados em torno de crculos marrons – muito parecidos com os do polvo – imprensados entre um eletrodo condutor de prtons transparente e uma membrana acrlica, com outro eletrodo idntico por baixo.

Mas obter o efeito completo exigiu que os pesquisadores chegassem ao nvel molecular, o que envolveu o uso de acenos, compostos orgnicos feitos de anis de benzeno fundidos linearmente. Molculas sintticas do tipo nonaceno (com nove anis fundidos linearmente) ajudaram a dar plataforma algumas de suas capacidades excepcionais. Isto foi possvel com compostos extremamente estveis – eles podem sobreviver a anos de armazenamento no ar e mais de um dia de irradiao contnua com luz brilhante no ar.

“Para nossos dispositivos, conceituamos e projetamos uma molcula semelhante ao nonaceno com uma arquitetura nica,” disse Pratakshya. “Acenos so molculas de hidrocarbonetos orgnicos com uma srie de caractersticas vantajosas, incluindo facilidade de sntese, caractersticas eletrnicas ajustveis e propriedades pticas controlveis.”

Versatilidade

O tipo dessas molculas usadas para fabricar a camada do anel azul colorido o que confere aos dispositivos suas caractersticas mais interessantes, incluindo propriedades espectroscpicas ajustveis, facilidade de fabricao simples em bancada e estabilidade ambiente-atmosfera sob iluminao.

Outra vantagem crucial que a equipe demonstrou que as propriedades responsivas a estmulos das molculas podem ser previstas computacionalmente, o que abre caminhos para o projeto de outras tecnologias de camuflagem baseadas na plataforma.

Nos seus testes de laboratrio, os dispositivos bioinspirados alteraram sua aparncia visvel mais de 500 vezes com pouca ou nenhuma degradao, e tambm puderam autorreparar-se de forma autnoma, sem interveno dos pesquisadores.

As capacidades tambm foram demonstradas nas partes ultravioleta, luz visvel e infravermelho prximo do espectro eletromagntico, permitindo que os dispositivos dissimulem outros objetos da deteco ou emitam sinais sem serem detectados visualmente.

“A robustez fotofsica e a processabilidade geral da nossa molcula semelhante ao nonaceno – e presumivelmente suas variantes – abrem oportunidades para investigaes futuras desses compostos no contexto de sistemas optoeletrnicos tradicionais, como diodos emissores de luz e clulas solares,” concluiu Gorodetsky.

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