O grande polvo de anéis azuis, conhecido por suas rápidas mudanças na pele, inspirou pesquisadores da Universidade da Califórnia, Irvine (UCI) a desenvolver uma nova plataforma tecnológica que imita os padrões dinâmicos da pele do polvo.
Esta inovação tem aplicações potenciais em vários campos, incluindo militar, medicina, robótica e energia sustentável. É detalhado em um estudo recente publicado na revista Comunicações da Natureza.
Foco da pesquisa
“Plataformas multifuncionais que podem modular dinamicamente sua cor e aparência atraíram a atenção para aplicações tão variadas como displays, sinalização, camuflagem, antifalsificação, detecção, imagem biomédica, conservação de energia e robótica”, explicaram os autores.
“Dentro deste contexto, o desenvolvimento de sistemas de camuflagem com propriedades espectroscópicas e fluorescentes ajustáveis que abrangem as regiões espectrais ultravioleta, visível e infravermelha próxima permaneceu extremamente desafiador devido aos materiais frequentemente concorrentes e aos requisitos de design de dispositivos.”
Espera-se que a invenção da equipe se beneficie de propriedades fluorescentes e espectroscópicas ajustáveis, facilidade de fabricação e escalabilidade para grandes áreas, cobrindo potencialmente veículos, outdoors e edifícios.
Polvo maior de anéis azuis
O polvo maior de anéis azuis (Hapalochlaena lunulata), nativo dos oceanos Pacífico Ocidental e Índico, usa seus padrões de pele distintos para defesa e comunicação.
Com um brilho de seus anéis azuis, o polvo pode afastar predadores. Esses anéis azuis cintilantes, que se destacam contra o fundo marrom da pele da criatura, chamaram a atenção dos pesquisadores.
Habilidades fascinantes
O coautor sênior Alon Gorodetsky, professor de Engenharia Química e Biomolecular da UCI, expressou seu fascínio pelas habilidades de mudança de pele do polvo.
“Estamos fascinados pelos mecanismos que sustentam a capacidade do polvo de anéis azuis de mudar rapidamente as marcas da sua pele entre estados ocultos e expostos”, disse ele.
“Para este projeto, trabalhamos para imitar as habilidades naturais do polvo com dispositivos de materiais únicos que sintetizamos em nosso laboratório, e o resultado é um sistema de sinalização e engano inspirado no polvo que é simples de fabricar, funciona por um longo tempo quando operado continuamente e pode até mesmo se reparar quando danificado.”
Design único
O design de sua criação envolve uma película fina com círculos azuis e marrons que lembram a pele do polvo, imprensada entre um eletrodo condutor de prótons transparente e uma membrana acrílica, com outro eletrodo abaixo dela.
Os pesquisadores empregaram acenos, compostos orgânicos feitos de anéis de benzeno fundidos linearmente, em sua inovação em nível molecular.
Co-autor principal Preeta Pratakshya, um recente Ph.D. graduado pelo Departamento de Química da UCI, elaborou sobre o significado desses compostos.
“Nossas moléculas semelhantes ao nonaceno são excepcionais entre os acenos porque podem sobreviver anos de armazenamento no ar e mais de um dia de irradiação contínua com luz brilhante no ar. Nenhum outro cenário expandido exibe esta estabilidade combinada de longo prazo sob condições tão adversas.”
Desempenho notável
Gorodetsky destacou a importância das moléculas utilizadas na camada colorida, contribuindo para as propriedades espectroscópicas ajustáveis do dispositivo e para a facilidade de fabricação. Ele também mencionou a colaboração com Sahar Sharifzadeh, professor da Universidade de Boston, que demonstrou que as propriedades dessas moléculas podem ser previstas computacionalmente, abrindo caminho para o desenvolvimento de outras tecnologias de camuflagem.
Em testes de laboratório, os dispositivos bioinspirados mostraram que podiam mudar de aparência mais de 500 vezes com degradação mínima e capacidade de autorreparação.
Aplicações emocionantes
Gorodetsky observou a eficácia da invenção em todo o espectro ultravioleta, luz visível e infravermelho próximo, que poderia ser usado para fins de camuflagem ou sinalização.
“A robustez fotofísica e a processabilidade geral da nossa molécula semelhante ao nonaceno – e presumivelmente das suas variantes – abrem oportunidades para futuras investigações destes compostos no contexto dos sistemas optoelectrónicos tradicionais, como díodos emissores de luz e células solares”, concluiu, destacando o potencial desta tecnologia de inspiração biológica para revolucionar vários setores e aplicações.
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