La reflectina puede imitar casi cualquier color. Fuente: ACS.
Los calamares son los máximos artistas de camuflaje, mezclándose casi a la perfección con el paisaje para que sus presas no puedan detectarlos. Usando una proteína que es clave en este proceso, los científicos han diseñado "pegatinas de invisibilidad" que podrían algún día ayudar a los soldados a disfrazarse, incluso cuando sus enemigos les siguieran con las difíciles-de-engañar cámaras infrarrojas.
Los investigadores, de la Universidad de California en Irvine (EE.UU.), presentaron sus trabajos ayer, en la 249ª reunión de la Sociedad Americana de Química (ACS).
"Los soldados llevan uniformes con los conocidos patrones de camuflaje verde y marrón para mezclarse con el follaje durante el día, pero en condiciones de poca luz y por la noche, siguen siendo vulnerables a la detección de infrarrojos", explica el investigador Alon Gorodetsky en la nota de prensa de la ACS, recogida por Newswise.
"Hemos desarrollado pegatinas que se usan como una capa fina y flexible de camuflaje con la capacidad para asumir un patrón que adapte mejor la reflectancia a infrarrojos de los soldados con la del paisaje y así poder ocultarse de las cámaras de infrarrojos."
Cascada bioquímica
Para trabajar hacia este efecto, Gorodetsky buscó inspiración en la piel del calamar. En ella hay unas curiosas células conocidas como iridocitos, que contienen capas o plaquetas compuestas por una proteína llamada reflectina.
El animal utiliza una cascada bioquímica para cambiar el grosor de las capas y su separación. Esto a su vez afecta a la forma en que las células reflejan la luz y, por tanto, la coloración de la piel.
El grupo de Gorodetsky hizo que las bacterias produjeran reflectina y luego recubrieron un duro sustrato con la proteína. Para inducir cambios estructurales -y que reflejaran la luz- similares a los de los iridocitos, la película necesitaba algún tipo de disparador.
Una búsqueda inicial reveló que los vapores de ácido acético podrían hacer que la la película se hinchara y desapareciera cuando se la mirara con una cámara de infrarrojos. Pero estas condiciones no funcionarían para los soldados en el campo de batalla.
"Lo que estábamos haciendo era el equivalente a bañar la película en vapores de ácido acético: esencialmente exponerla a vinagre concentrado", dice Gorostiaga. "Eso no es práctico para el uso en la vida real."
Ahora Gorodetsky ha fabricado películas de reflectina sobre sustratos poliméricos conformables, en la práctica cinta adhesiva que uno podría encontrar en cualquier hogar. Esta cinta puede adherirse a una variedad de superficies, incluyendo uniformes de tela, y su apariencia bajo una cámara de infrarrojos puede cambiarse tirando de un disparador mecánico que podría utilizarse de forma más realista en las operaciones militares.
Los investigadores, de la Universidad de California en Irvine (EE.UU.), presentaron sus trabajos ayer, en la 249ª reunión de la Sociedad Americana de Química (ACS).
"Los soldados llevan uniformes con los conocidos patrones de camuflaje verde y marrón para mezclarse con el follaje durante el día, pero en condiciones de poca luz y por la noche, siguen siendo vulnerables a la detección de infrarrojos", explica el investigador Alon Gorodetsky en la nota de prensa de la ACS, recogida por Newswise.
"Hemos desarrollado pegatinas que se usan como una capa fina y flexible de camuflaje con la capacidad para asumir un patrón que adapte mejor la reflectancia a infrarrojos de los soldados con la del paisaje y así poder ocultarse de las cámaras de infrarrojos."
Cascada bioquímica
Para trabajar hacia este efecto, Gorodetsky buscó inspiración en la piel del calamar. En ella hay unas curiosas células conocidas como iridocitos, que contienen capas o plaquetas compuestas por una proteína llamada reflectina.
El animal utiliza una cascada bioquímica para cambiar el grosor de las capas y su separación. Esto a su vez afecta a la forma en que las células reflejan la luz y, por tanto, la coloración de la piel.
El grupo de Gorodetsky hizo que las bacterias produjeran reflectina y luego recubrieron un duro sustrato con la proteína. Para inducir cambios estructurales -y que reflejaran la luz- similares a los de los iridocitos, la película necesitaba algún tipo de disparador.
Una búsqueda inicial reveló que los vapores de ácido acético podrían hacer que la la película se hinchara y desapareciera cuando se la mirara con una cámara de infrarrojos. Pero estas condiciones no funcionarían para los soldados en el campo de batalla.
"Lo que estábamos haciendo era el equivalente a bañar la película en vapores de ácido acético: esencialmente exponerla a vinagre concentrado", dice Gorostiaga. "Eso no es práctico para el uso en la vida real."
Ahora Gorodetsky ha fabricado películas de reflectina sobre sustratos poliméricos conformables, en la práctica cinta adhesiva que uno podría encontrar en cualquier hogar. Esta cinta puede adherirse a una variedad de superficies, incluyendo uniformes de tela, y su apariencia bajo una cámara de infrarrojos puede cambiarse tirando de un disparador mecánico que podría utilizarse de forma más realista en las operaciones militares.
Retos y aplicaciones
Aunque la tecnología todavía no está lista para usarse en el campo, el investigador piensa que los soldados u otros cuerpos de seguridad podrían algún día llevar en sus mochilas un rollo de pegatinas de invisibilidad que cubrirrían sus uniformes según fuera necesario.
"Estamos buscando algo que sea barato y completamente desechable", dice. "Sacas esta cinta recubierta de proteína, la utilizas de forma rápida para hacer un patrón de camuflaje adecuado sobre la marcha, y luego te la quitas y la tiras a la basura."
Gorostiaga afirma que algunos de los principales desafíos se mantienen. El equipo tendrá que encontrar la manera de aumentar el brillo de las pegatinas, así como obtener múltiples pegatinas que respondan de la misma manera, al mismo tiempo, como parte de un sistema de camuflaje adaptativo.
También está trabajando en maneras de hacer las pegatinas más versátiles. La versión actual refleja la luz del infrarrojo cercano. El equipo de Gorodetsky pretende que también haya variantes que puedan trabajar en longitudes del infrarrojo medio y lejano.
Las pegatinas podrían tener usos fuera del ejército -por ejemplo, en ropa que liberara o mantuviera el calor corporal de manera selectiva, para mantener a la gente cómoda en diferentes ambientes.
Por otra parte, en colaboración con la Escuela de Medicina, el laboratorio de Gorodetsky ha demostrado que la reflectina apoya el crecimiento celular. Esto podría tener implicaciones para la fabricación de nuevos tipos de dispositivos bioelectrónicos e incluso para crear piel de calamar semi-artificial "viviente".
Aunque la tecnología todavía no está lista para usarse en el campo, el investigador piensa que los soldados u otros cuerpos de seguridad podrían algún día llevar en sus mochilas un rollo de pegatinas de invisibilidad que cubrirrían sus uniformes según fuera necesario.
"Estamos buscando algo que sea barato y completamente desechable", dice. "Sacas esta cinta recubierta de proteína, la utilizas de forma rápida para hacer un patrón de camuflaje adecuado sobre la marcha, y luego te la quitas y la tiras a la basura."
Gorostiaga afirma que algunos de los principales desafíos se mantienen. El equipo tendrá que encontrar la manera de aumentar el brillo de las pegatinas, así como obtener múltiples pegatinas que respondan de la misma manera, al mismo tiempo, como parte de un sistema de camuflaje adaptativo.
También está trabajando en maneras de hacer las pegatinas más versátiles. La versión actual refleja la luz del infrarrojo cercano. El equipo de Gorodetsky pretende que también haya variantes que puedan trabajar en longitudes del infrarrojo medio y lejano.
Las pegatinas podrían tener usos fuera del ejército -por ejemplo, en ropa que liberara o mantuviera el calor corporal de manera selectiva, para mantener a la gente cómoda en diferentes ambientes.
Por otra parte, en colaboración con la Escuela de Medicina, el laboratorio de Gorodetsky ha demostrado que la reflectina apoya el crecimiento celular. Esto podría tener implicaciones para la fabricación de nuevos tipos de dispositivos bioelectrónicos e incluso para crear piel de calamar semi-artificial "viviente".
Referencia bibliográfica:
Long Phan, et al. Infrared invisibility stickers inspired by cephalopods. Journal of Material Chemistry C (2015). DOI: 10.1039/C5T00125K.
Long Phan, et al. Infrared invisibility stickers inspired by cephalopods. Journal of Material Chemistry C (2015). DOI: 10.1039/C5T00125K.