Un equipo de investigación de la Universidad de California ha conseguido desarrollar una fina capa hecha de nanopartículas de oro puede cambiar de color en respuesta a cualquier tipo de movimiento. Este hallazgo acerca la posibilidad de construir una segunda piel para robots que puedan imitar los cambios de color de un camaleón. 

A diferencia de otros materiales que intentan emular los cambios de color en la naturaleza, éste nuevo desarrollo podría responder a cualquier tipo de movimiento, como doblarse o retorcerse. Así, los robos cubiertos con él podrían entrar en espacios que podrían ser peligrosos o no accesibles para los humanos, y ofrecer información solo en base a su apariencia.  Por ejemplo, un robot camuflado podría entrar en grietas submarinas de difícil acceso. Si el robot cambia de color, los biólogos podrían aprender sobre las presiones a las que se enfrentan los animales que viven en estos entornos.

Aunque algunos otros materiales que cambian de color también pueden responder al movimiento, éste puede ser impreso y programado para mostrar patrones diferentes y complejos que son difíciles de reproducir. Los científicos de la UC Riverside que crearon este nanomaterial documentaron su proceso en un artículo de Nature Communications publicado recientemente.

Nanomateriales que cambian de color 

Los nanomateriales son simplemente materiales que han sido reducidos a una escala extremadamente pequeña, aproximadamente del tamaño de un virus. Cuando los materiales como la plata o el oro se hacen a una escala tan pequeña, sus colores cambian dependiendo de su tamaño, forma y dirección. 

“En nuestro caso, hemos reducido el oro a barras de tamaño nanométrico. Sabíamos que si podíamos hacer que las barras apuntaran en una dirección particular, podríamos controlar su color. Mirando en una dirección, podrían aparecer rojas. Muévelas 45 grados, y cambian a verde”, explica el profesor de química Yadong Yin.

El problema al que se enfrentaba el equipo de investigación era cómo tomar millones de nanorodios de oro flotando en una solución líquida y hacer que todos apuntasen en la misma dirección para mostrar un color uniforme.

Su solución fue fusionar los pequeños nanorodios magnéticos con los más grandes de oro. Las dos barras de diferente tamaño fueron encapsuladas en un escudo polimérico, para que permanecieran una al lado de la otra. De esta manera, la orientación de ambas barras podría ser controlada por imanes.

“Al igual que si sostienes un imán sobre un montón de agujas, todas apuntan en la misma dirección. Así es como controlamos el color”, añade Yin.

Una vez que los nanorodios se secan en una fina película, su orientación se fija en su lugar y ya no responden a los imanes. “Pero, si la película es flexible, puedes doblarla y rotarla, y seguirás viendo diferentes colores a medida que la orientación cambia”, continua Yin. 

Otros materiales, como las alas de las mariposas, son brillantes y coloridas en ciertos ángulos, y también pueden cambiar de color cuando se ven desde otros ángulos. Sin embargo, esos materiales dependen de microestructuras ordenadas con precisión, que son difíciles y costosas de hacer para grandes áreas. Pero esta nueva película puede ser hecha para cubrir la superficie de cualquier tamaño de objeto tan fácilmente como aplicar pintura en aerosol en una casa.

El químico de la Universidad de California en Riverside, Zhiwei Li, el primer autor de este artículo, explicó que la película puede incorporarse a los cheques o al dinero en efectivo como una característica de autenticación. Bajo una iluminación normal, la película es gris, pero cuando te pones las gafas de sol y la miras a través de lentes polarizados, se pueden ver patrones elaborados. Además, el contraste de color de la película puede cambiar drásticamente si se tuerce la película. 

Las aplicaciones, de hecho, sólo están limitadas por la imaginación. “Los artistas podrían usar esta tecnología para crear pinturas fascinantes que son muy diferentes dependiendo del ángulo desde el que se vean. Sería maravilloso ver cómo la ciencia en nuestro trabajo podría combinarse con la belleza del arte”, concluye Li. 

Créditos de imágenes: UCR/Yadong Yin