Les capacités de changement de couleur des caméléons ont longtemps déconcerté les observateurs volontaires. Le philosophe Aristote lui-même a longtemps été mystifié par ces créatures adaptatives. Mais alors que les humains ne peuvent pas encore se camoufler bien au-delà d'une tenue verte pour correspondre à l'herbe, les objets inanimés sont une autre histoire.

Une équipe du Laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle (CSAIL) du MIT nous a rapprochés de cette réalité caméléon, au moyen d'un nouveau système qui utilise de l'encre reprogrammable pour permettre aux objets de changer de couleur lorsqu'ils sont exposés à des sources de lumière ultraviolette (UV) et visible.

Surnommé "PhotoChromeleon, " le système utilise un mélange de colorants photochromiques qui peuvent être pulvérisés ou peints sur la surface de n'importe quel objet pour changer sa couleur - un processus entièrement réversible qui peut être répété à l'infini.

PhotoChromeleon peut être utilisé pour personnaliser n'importe quoi, d'une coque de téléphone à une voiture, ou des chaussures qui ont besoin d'une mise à jour. La couleur reste, même lorsqu'il est utilisé dans des environnements naturels.

"Ce type spécial de colorant pourrait permettre une multitude d'options de personnalisation qui pourraient améliorer l'efficacité de la fabrication et réduire les déchets globaux, " déclare Yuhua Jin, postdoctorant du CSAIL, l'auteur principal sur un nouvel article sur le projet. « Les utilisateurs pouvaient personnaliser leurs effets personnels et leur apparence au quotidien, sans avoir besoin d'acheter le même objet plusieurs fois dans des couleurs et des styles différents."

PhotoChromeleon s'appuie sur le système précédent de l'équipe, "ModCouleur, " qui utilise une imprimante 3D pour fabriquer des objets qui peuvent changer de couleur. Frustré par certaines des limites de ce projet, comme un petit schéma de couleurs et des résultats à faible résolution, l'équipe a décidé d'enquêter sur les mises à jour potentielles.

Avec ColorMod, chaque pixel d'un objet à imprimer, la résolution de chaque petit carré était donc quelque peu granuleuse. Quant aux couleurs, chaque pixel de l'objet ne pouvait avoir que deux états :transparent et sa propre couleur. Donc, un colorant bleu ne pouvait passer du bleu au transparent qu'une fois activé, et un colorant jaune ne pouvait montrer que du jaune.

Mais avec l'encre de PhotoChromeleon, vous pouvez créer n'importe quoi, d'un motif de zèbre à un vaste paysage en passant par des flammes de feu multicolores, avec une plus grande variété de couleurs.

L'équipe a créé l'encre en mélangeant du cyan, magenta, et des colorants photochromiques jaunes (CMY) en une seule solution pulvérisable, éliminant le besoin d'imprimer minutieusement en 3D des pixels individuels. En comprenant comment chaque colorant interagit avec différentes longueurs d'onde, l'équipe a pu contrôler chaque canal de couleur en activant et en désactivant les sources lumineuses correspondantes.

Spécifiquement, ils ont utilisé trois lumières différentes avec des longueurs d'onde différentes pour éliminer chaque couleur primaire séparément. Par exemple, si vous utilisez une lumière bleue, il serait principalement absorbé par le colorant jaune et serait désactivé, et le magenta et le cyan resteraient, résultant en bleu. Si vous utilisez un feu vert, le magenta l'absorberait principalement et serait désactivé, et alors le jaune et le cyan resteraient, résultant en vert.

Après avoir enduit un objet à l'aide de la solution, l'utilisateur place simplement l'objet dans une boîte avec un projecteur et une lumière UV. La lumière UV sature les couleurs de la transparence à la pleine saturation, et le projecteur désature les couleurs selon les besoins. Une fois que la lumière a activé les couleurs, le nouveau motif apparaît. Mais si vous n'êtes pas satisfait du design, tout ce que vous avez à faire est d'utiliser la lumière UV pour l'effacer, et vous pouvez recommencer.

Ils ont également développé une interface utilisateur pour traiter automatiquement les conceptions et les modèles qui vont sur les éléments souhaités. L'utilisateur peut charger son plan, et le programme génère le mappage sur l'objet avant que la lumière ne fasse sa magie.

L'équipe a testé le système sur un modèle de voiture, une coque de téléphone, une chaussure, et un petit (jouet) caméléon. Selon la forme et l'orientation de l'objet, le processus a duré de 15 à 40 minutes, et les motifs avaient tous des résolutions élevées et pouvaient être effacés avec succès si vous le souhaitez.

« En donnant aux utilisateurs l'autonomie pour individualiser leurs articles, d'innombrables ressources pourraient être préservées, et les opportunités de changer de manière créative vos possessions préférées sont illimitées, ", explique Stefanie Mueller, professeure du MIT.

Alors que PhotoChromeleon ouvre une gamme de couleurs beaucoup plus large, toutes les couleurs n'étaient pas représentées dans les colorants photochromiques. Par exemple, il n'y avait pas de grande correspondance pour le magenta ou le cyan, l'équipe a donc dû estimer au colorant le plus proche. Ils prévoient de développer cela en collaborant avec des scientifiques des matériaux pour créer des colorants améliorés.

"Nous croyons que l'incorporation du roman, les encres multi-photochromiques dans les matériaux traditionnels peuvent ajouter de la valeur aux produits Ford en réduisant le coût et le temps requis pour la fabrication de pièces automobiles, " dit Alper Kiziltas, spécialiste technique des matériaux durables et émergents chez Ford Motor Co. (Ford a travaillé avec le MIT sur la technologie ColorMod 3-D dans le cadre d'une collaboration d'alliance.) "Cette encre pourrait réduire le nombre d'étapes nécessaires à la production d'une pièce multicolore, ou améliorer la durabilité de la couleur contre les intempéries ou la dégradation par les UV. Un jour, nous pourrions même être en mesure de personnaliser nos véhicules sur un coup de tête."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.