Com base em uma descoberta inesperada, uma equipe de pesquisa da Universidade de Stanford desenvolveu recentemente um novo material de "metasuperfície" de polímero nanofotônico que pode mudar sua cor e textura de superfície sob estimulação externa e restaurá-lo ao seu estado original quando necessário. É considerado promissor para aplicações de ponta, como "pele artificial" biônica, robôs ambientalmente conscientes e camuflagem avançada.
Os pesquisadores usaram um polímero anteriormente usado em painéis solares e eletrônicos imprimíveis para criar metassuperfícies nanoestruturadas usando litografia por feixe de elétrons, uma técnica comum na fabricação de semicondutores. Ao observar essas nanoestruturas com um microscópio eletrônico de varredura, a equipe descobriu inesperadamente uma característica chave do material: ele incha quando em contato com a água, e a microestrutura da superfície muda de acordo, permitindo que o material apresente diferentes cores e texturas; e após contato com certos solventes (como solventes à base de álcool), o material pode retornar ao seu estado original.
De acordo com o artigo recém-publicado, esta metassuperfície é o primeiro material polimérico que pode mudar simultaneamente de cor e textura de superfície de acordo com a demanda, e seu comportamento é altamente semelhante ao da pele de cefalópodes, como os polvos. Esses organismos podem alterar a cor e a rugosidade da superfície do corpo, ajustando a microestrutura da pele para funções complexas, como camuflagem e comunicação, e este novo material mostra capacidades semelhantes de “pele ajustável” em sistemas artificiais.
Siddharth Doshi, estudante de doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais de Stanford e primeiro autor do artigo, disse que a equipe percebeu que poderia usar feixes de elétrons para controlar com precisão a morfologia da superfície do material em uma escala extremamente fina para ajustar suas propriedades de absorção de líquidos e a maneira como ela dispersa a luz. Com base nisso, os pesquisadores projetaram uma variedade de texturas microscópicas para que o material possa espalhar seletivamente a luz em um efeito de alto brilho ou fosco após o contato com a umidade, tornando os efeitos visuais apresentados mais realistas do que os atuais smartphones e monitores de computador.
Apesar de suas excelentes capacidades de controle de aparência óptica e tátil, este material não substituirá a tecnologia de exibição digital existente no curto prazo. A equipe de pesquisa está atualmente prestando mais atenção às direções da robótica, dispositivos vestíveis, bioengenharia e sistemas de camuflagem, como fornecer robôs flexíveis com conchas que podem "sentir" o ambiente e mudar ativamente sua aparência, ou desenvolver "peles eletrônicas" mais realistas e com capacidade de feedback para tratamento médico e interação humano-computador.
Na próxima etapa, os pesquisadores também planejam introduzir métodos de inteligência artificial, como redes neurais, para equipar essa “pele” de polímero com um mecanismo de ajuste automático. O sistema previsto pode comparar as características ópticas da superfície do material com o ambiente circundante em tempo real e ajustar autonomamente a cor e a textura sem intervenção manual, conseguindo uma camuflagem verdadeiramente inteligente ou um controlo de aparência adaptativo.