Un equipo de científicos de la Henry Samueli School of Engineering de la Universidad de California en Irvine (UCIrvine) ha aprendido de los calamares algo sorprendente: como ocultarse de los enemigos.
En la revista Advanced Materials, los investigadores detallan cómo, inspirándose en los loligínidos, una familia de la orden de los calamares (Teuthida), crearon una capa biomimética de camuflaje infrarrojo.
Dirigido por Alon Gorodetsky, profesor asistente de ingeniería química y ciencia de los materiales de dicha Universidad, el equipo produjo reflectina (una proteína esencial en la capacidad de los calamares para cambiar de color o reflejar la luz) en bacterias comunes, y la utilizó para fabricar películas delgadas ópticamente activas, que imitan la piel del calamar.
Con los estímulos químicos apropiados, la coloración y la reflectancia de estas películas pueden cambiar una y otra vez, lo que hace que tengan una configuración dinámica.
Esta configuración es lo que a su vez permite que las películas desaparezcan o reaparezcan cuando son observadas con una cámara infrarroja. Esto resulta clave, dado que los equipos de detección infrarroja suelen ser empleados por los ejércitos para tener visión nocturna; para orientarse, apuntar o vigilar.
La novedad del revestimiento radica en que su funcionalidad está dentro de la región espectral del infrarrojo cercano (NIR), que se extiende desde el extremo de las longitudes más altas del espectro visible (alrededor de 780ηm) hasta los 3000ηm.
Con estas medidas se ajusta al rango estándar de la mayoría de equipos de visualización infrarroja; y así garantiza su “invisibilidad”. Por otra parte, los científicos destacan que esta región del espectro no suele ser alcanzada por materiales reflectantes bioinspirados.
En la revista Advanced Materials, los investigadores detallan cómo, inspirándose en los loligínidos, una familia de la orden de los calamares (Teuthida), crearon una capa biomimética de camuflaje infrarrojo.
Dirigido por Alon Gorodetsky, profesor asistente de ingeniería química y ciencia de los materiales de dicha Universidad, el equipo produjo reflectina (una proteína esencial en la capacidad de los calamares para cambiar de color o reflejar la luz) en bacterias comunes, y la utilizó para fabricar películas delgadas ópticamente activas, que imitan la piel del calamar.
Con los estímulos químicos apropiados, la coloración y la reflectancia de estas películas pueden cambiar una y otra vez, lo que hace que tengan una configuración dinámica.
Esta configuración es lo que a su vez permite que las películas desaparezcan o reaparezcan cuando son observadas con una cámara infrarroja. Esto resulta clave, dado que los equipos de detección infrarroja suelen ser empleados por los ejércitos para tener visión nocturna; para orientarse, apuntar o vigilar.
La novedad del revestimiento radica en que su funcionalidad está dentro de la región espectral del infrarrojo cercano (NIR), que se extiende desde el extremo de las longitudes más altas del espectro visible (alrededor de 780ηm) hasta los 3000ηm.
Con estas medidas se ajusta al rango estándar de la mayoría de equipos de visualización infrarroja; y así garantiza su “invisibilidad”. Por otra parte, los científicos destacan que esta región del espectro no suele ser alcanzada por materiales reflectantes bioinspirados.
Futura ropa que cambia de color
"Nuestro enfoque es simple y compatible con una amplia gama de superficies, y podría permitir que muchos objetos simples adquieran capacidades de camuflaje", explica Gorodetsky en un comunicado de la UCIrvine .
El trabajo tiene posibles aplicaciones en camuflaje infrarrojo óptico, en revestimientos reflectantes energéticamente eficientes y en óptica inspirada en la biología.
Éste es sólo el primer paso en el desarrollo de un material que se auto-reconfigure en respuesta a una señal externa, agrega el científico. A largo plazo, "nuestro objetivo es la creación de tejidos que puedan alterar dinámicamente su textura y su color para adaptarse al entorno", explica Gorodetsky. "Básicamente, estamos tratando de traer de la ficción a la realidad la ropa que cambia de color."
Los investigadores de la Henry Samueli School of Engineering están formulando actualmente estrategias alternativas no químicas para activar los cambios de coloración en la capa de reflectina.
Músculos artificiales con las propiedades del calamar
En una línea cercana a la desarrollada por Gorodetsky, trabaja también el ingeniero de la Universidad de Bristol (Reino Unido) Jonathan Rossiter.
En 2012, la BBC publicaba un artículo sobre los avances de este investigador, que ha conseguido desarrollar músculos artificiales que imitan la capacidad de cambio de color de los calamares, combinando la biomimética (ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración) con la robótica.
Estos músculos son capaces de replicar la acción muscular, pero además presentan fuertes efectos visuales, gracias a los materiales que los componen: unos polímeros electroactivos que imitan los mecanismos naturales que permiten ocultarse a los calamares y a otras animales, como el pez cebra.
Rossiter y su equipo esperan poder usar en un futuro estos mismos materiales “inteligentes” para crear prendas que cambien de color o sirvan de camuflaje, al igual que Gorodetsky, pero también que se enfríen si el usuario tiene calor o que se calienten si tiene frío.
"Nuestro enfoque es simple y compatible con una amplia gama de superficies, y podría permitir que muchos objetos simples adquieran capacidades de camuflaje", explica Gorodetsky en un comunicado de la UCIrvine .
El trabajo tiene posibles aplicaciones en camuflaje infrarrojo óptico, en revestimientos reflectantes energéticamente eficientes y en óptica inspirada en la biología.
Éste es sólo el primer paso en el desarrollo de un material que se auto-reconfigure en respuesta a una señal externa, agrega el científico. A largo plazo, "nuestro objetivo es la creación de tejidos que puedan alterar dinámicamente su textura y su color para adaptarse al entorno", explica Gorodetsky. "Básicamente, estamos tratando de traer de la ficción a la realidad la ropa que cambia de color."
Los investigadores de la Henry Samueli School of Engineering están formulando actualmente estrategias alternativas no químicas para activar los cambios de coloración en la capa de reflectina.
Músculos artificiales con las propiedades del calamar
En una línea cercana a la desarrollada por Gorodetsky, trabaja también el ingeniero de la Universidad de Bristol (Reino Unido) Jonathan Rossiter.
En 2012, la BBC publicaba un artículo sobre los avances de este investigador, que ha conseguido desarrollar músculos artificiales que imitan la capacidad de cambio de color de los calamares, combinando la biomimética (ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración) con la robótica.
Estos músculos son capaces de replicar la acción muscular, pero además presentan fuertes efectos visuales, gracias a los materiales que los componen: unos polímeros electroactivos que imitan los mecanismos naturales que permiten ocultarse a los calamares y a otras animales, como el pez cebra.
Rossiter y su equipo esperan poder usar en un futuro estos mismos materiales “inteligentes” para crear prendas que cambien de color o sirvan de camuflaje, al igual que Gorodetsky, pero también que se enfríen si el usuario tiene calor o que se calienten si tiene frío.
Referencias bibliográficas:
Long Phan, Ward G. Walkup, David D. Ordinario, Emil Karshalev, Jonah-Micah Jocson, Anthony M. Burke, Alon A. Gorodetsky. Reconfigurable Infrared Camouflage Coatings from a Cephalopod Protein. Advanced Materials (2013). DOI: 10.1002/adma.201301472.
Jonathan Rossiter et al. Biomimetic chromatophores for camouflage and soft active surfaces. Bioinspiration & Biomimetics (2012). DOI: 10.1088/1748-3182/7/3/036009.
Long Phan, Ward G. Walkup, David D. Ordinario, Emil Karshalev, Jonah-Micah Jocson, Anthony M. Burke, Alon A. Gorodetsky. Reconfigurable Infrared Camouflage Coatings from a Cephalopod Protein. Advanced Materials (2013). DOI: 10.1002/adma.201301472.
Jonathan Rossiter et al. Biomimetic chromatophores for camouflage and soft active surfaces. Bioinspiration & Biomimetics (2012). DOI: 10.1088/1748-3182/7/3/036009.