Intelligens anyag a természet sugallatára

Japán tudósok olyan anyaggal rukkoltak elő, amely környezete változásaira reagálva hol élénk színekben pompázik, hol pedig teljesen áttetszővé válik.

A "színváltó zselé" jelentősen mérsékelheti a jövő monitorainak és érzékelőinek előállítási költségét. A zselé színeváltozását a környezet hőmérséklete, savassága, a fény erőssége, sőt akár egyes vegyszerek, gyógyhatású anyagok vagy mérgek is kiválthatják.

A "színváltós" szubsztancia - A Fuji Xerox Ryoiro Akashi vezette utatócsoportjának találmánya - az egyes polipfajok bőrében található pigmentsejtek működési elvét követi. Ezek a tengeri kaméleonnak is nevezett állatok a hüllőknél jóval gyorsabban képesek kültakarójuk színét megváltoztatni.

Olykor mérgező élőlényekhez hasonulva védekeznek, vagy a tengerfenék árnyalatát felöltve rejtőznek el a ragadozók pillantása elől. Sőt, egyes fajok egyenesen a színek segítségével kommunikálnak.

E gerinctelen lények bőre kis pigment-zsákocskákat rejt. A különböző színű festékanyagok különböző izomrostok mentén helyezkednek el. Az izmok összehúzódása megnyújtja a zsákocskákat, élénk színeket rajzolva az állat bőrére. Az izmok elernyedésével a pigmenttartályok összehúzódnak, és a megfelelő szín elhalványul.

A Fuji Xerox kutatócsoportja kis méretű, rugalmas festékzsákokat alakított ki egy NIPAM elnevezésű polimerből. Amikor a NIPAM hosszú, láncszerű molekulái összegabalyodnak, a polimer lágy zseléjelleget ölt.

A zselé kiterjedését a hőmérséklet szabályozza. 34 Celsius-fok körül a molekulák hirtelen összehúzódnak, és a zselé eredeti térfogatának mindössze 10 százalékára zsugorodik össze.

Akashi és munkatársai olyan pigmenttartályokat állítottak elő, amelyek átmérője duzzadt állapotban is csupán a milliméter húszezred és kétszázezred része között mozog. A kutatók ezeket a részecskéket különböző pigmentekkel töltik fel, anélkül, hogy ez a tevékenység érezhetően befolyásolná az anyag hőmérsékletfüggő zsugorodási képességét.

Az oldószerben szobahőmérsékleten elkevert zselérészecskék duzzadt állapotúak, míg a folyadék sötét színű. 40 fokra melegítve azonban a részecskék összehúzódnak és az oldat világossá, majdnem áttetszővé válik.

Az oldatot vékony rétegben két üveglap közé préselve a kutatók "gombnyomásra működő", azaz ki- és bekapcsolható ablakot hoztak létre. Az ablak hő segítségével irányítható, valahogy úgy, ahogy egy folyadékkristályos kijelző működését elektromosság vezérli.

Egyéb alapanyagokból további kiterjedés-változtató zselék hozhatók létre, amelyek más-más ingerre reagálnak. A kutatók reményei szerint már a közeli jövőben sikerül olyan "intelligens ablakokat" kifejleszteniük, amelyek újabb és újabb módon irányíthatók, és így számos eltérő alkalmazás alapjául szolgálhatnak.

Úgy tűnik, nem állunk messze a különböző vegyi és fizikai érzékelők újabb generációitól. Más fény- és hőérzékeny eljárásokkal szemben emellett a japán módszer további előnye, hogy tetszés szerinti festékanyaggal működtethető - így talán az új technológián alapuló olcsó monitorok ideje sincs már messze.