Skip to main content

De universiteit van Bristol maakt kunstmatige spieren die zichzelf als inktvis kunnen camoufleren

We houden ervan wanneer wetenschappers naar de natuurlijke wereld kijken voor ontwerpinspiratie - of ze nu een robot maken op basis van de jachtluipaard of voertuigen die kunnen springen als een zandvlo. Geïnspireerd door het mimicry-vermogen van wezens zoals de inktvis en de zebravis, heeft een team van Bristol University onlangs een nieuw type kunstmatige spieren gemaakt, gemaakt van 'slimme cellen' die zichzelf kunnen camoufleren. Het team gelooft dat de spieren kunnen worden gebruikt in alles, van medische apparaten tot kleurveranderende 'slimme kleding'.

Het team onder leiding van Dr Jonathan Rossiter van de afdeling Engineering Mathematics en Dr Andrew Conn, docent in de afdeling Werktuigbouwkunde, publiceerden onlangs hun onderzoek in het tijdschrift Bioinspiration and Biomimetics van IOP Publishing. "We hebben inspiratie gehaald uit de ontwerpen van de natuur en dezelfde methoden uitgebuit om onze kunstmatige spieren in opvallende visuele effecten te maken," zei hoofdauteur van de studie Dr. Jonathan Rossiter.

De kunstmatige spieren van het team zijn gebaseerd op gespecialiseerde cellen die chromatoforen worden genoemd en die voorkomen in amfibieën, vissen, reptielen en koppotigen. Ze bevatten vaak pigmenten van kleuren waarmee wezens, zoals inktvis, van kleur kunnen veranderen, afhankelijk van hun humeur, temperatuur of omgeving.

Twee soorten kunstmatige chromatoforen werden gecreëerd in de bio-mimicry-studie: de eerste op basis van een mechanisme dat door een inktvis werd aangenomen en de tweede op basis van een nogal ander mechanisme dat door de zebravis werd gebruikt. In een inktvis heeft een typische kleurveranderende cel een centrale zak met pigmentkorrels. Wanneer de cel van kleur wil veranderen, stuurt de hersenen een signaal naar de spieren eromheen en trekken ze samen. De samentrekkende spieren laten de centrale zakjes uitzetten, waardoor een optisch effect ontstaat waardoor de inktvis eruit ziet alsof hij van kleur verandert.

In de zebravis bevatten de cellen een klein reservoir met zwart gepigmenteerde vloeistof die, wanneer geactiveerd, naar het huidoppervlak reist en zich uitspreidt, net zoals het morsen van zwarte inkt.

Het team heeft deze processen gedupliceerd met diëlektrisch elastomeer (DE), een slim materiaal dat verandert wanneer een spanning wordt toegepast, maar terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm zodra het is kortgesloten. Het camouflagevermogen van de zebravis werd ook gerepliceerd door twee glazen microscoopglaasjes te gebruiken die een siliconenlaag omklemmen. Twee pompen, gemaakt van flexibele DE's, werden vervolgens aan beide zijden van de schuif geplaatst en werden met siliconenbuizen met het centrale systeem verbonden; een pompende ondoorzichtige terpentine, de andere een mengsel van zwarte inkt en water.

"Onze kunstmatige chromatoforen zijn zowel schaalbaar als aanpasbaar en kunnen worden gemaakt in een kunstmatige, compliante huid die kan rekken en vervormen, maar toch effectief kan werken. Dit betekent dat ze kunnen worden gebruikt in veel omgevingen waar conventionele 'harde' technologieën gevaarlijk zouden kunnen zijn, bijvoorbeeld op de fysieke interface met mensen, zoals slimme kleding, "vervolgde Rossiter.

Dus daar ga je - de eerste stap voor de mensheid om zichzelf te camoufleren? Of gewoon een technologie waarmee we eenvoudig kleding kunnen maken waarmee we onze stemming kunnen tonen of ons kunnen verbergen voor andere mensen. Het leger is misschien geïnteresseerd in dat ...