Дослідники зі штату Пенсильванія розробили новий тип «розумної синтетичної шкіри» — м’який програмований матеріал, здатний змінювати форму, текстуру та навіть приховувати зображення. Розробка може знайти застосування у робототехніці, біомедичних пристроях, системах камуфляжу та технологіях шифрування інформації, пише ScienceDaily.Нова синтетична шкіра створена з гідрогелю — м’якого матеріалу з високим вмістом води. На відміну від традиційних синтетичних матеріалів із фіксованими властивостями, цей матеріал можна запрограмувати на різні реакції.Його зовнішній вигляд, механічна поведінка та форма змінюються під впливом:Тепла; Розчинників; Фізичного навантаження; Інших зовнішніх стимулів.Розробкою керував доцент промислової та виробничої інженерії Хунтао Сунь. За його словами, головна мета — створити універсальний матеріал, який здатен виконувати одразу кілька функцій.Ідею дослідники запозичили у головоногих молюсків, зокрема восьминогів. Ці тварини можуть швидко змінювати колір і текстуру шкіри, маскуючись або передаючи сигнали.Щоб відтворити подібні можливості,
команда використала технологію 4D-друку — метод, за якого об’єкти змінюються з часом і реагують на навколишні умови. Це дозволило створити матеріал, який адаптується без складних механічних систем.Ключова технологія — напівтонове кодування друку. Вчені перетворюють зображення або текстури у цифрові патерни з нулів і одиниць і вбудовують їх безпосередньо в структуру гідрогелю.Такі цифрові інструкції визначають, як різні ділянки матеріалу поводитимуться — наприклад набухатимуть або стискатимуться, змінюватимуть жорсткість, формуватимуть складні тривимірні структури.Під час експериментів дослідники закодували в матеріалі зображення «Мони Лізи». У звичайних умовах плівка виглядала прозорою, але після впливу температури або рідини приховане зображення ставало видимим.За словами авторів роботи, ця функція може використовуватися для:Адаптивного камуфляжу; Захисту інформації; Створення інтерактивних поверхонь.Інформацію також можна «прочитати» механічно — аналізуючи, як матеріал деформується під час розтягування.Ще одна особливість — здатність змінювати форму без багатошарових конструкцій. Один гідрогелевий лист може перетворюватися з плоскої поверхні на складні тривимірні об’єкти з текстурою.У майбутньому команда планує розширити можливості 4D-друку та створити масштабовану платформу для цифрового програмування властивостей матеріалів.
