Changement de couleur dans une image d'une gloire du matin créée avec le matériau de couleur composite en raison de l'irradiation lumineuse et de la couleur d'arrière-plan. Crédit :John Wiley &Sons, Inc.
Une gamme de créatures, y compris les caméléons, poulpes et grenouilles, peut changer de couleur en réponse aux changements de l'environnement. Quelques aperçus sur les mécanismes derrière cela au niveau anatomique, les niveaux cellulaires et moléculaires ont été obtenus. Cependant, beaucoup de travail est encore nécessaire pour obtenir une compréhension suffisante de ce phénomène et le traduire en applications artificielles utiles.
Comme indiqué dans le journal Petit , des chercheurs du département de conception et d'ingénierie moléculaires de l'université de Nagoya ont développé un matériau contenant des colorants et des cristaux qui peuvent modifier les couleurs et les motifs qu'il affiche en fonction de la couleur de fond utilisée et de son exposition à la lumière visible ou ultraviolette.
L'équipe s'est inspirée pour développer ce matériau de découvertes obtenues dans la peau de certaines grenouilles, dans lequel différentes couches de cellules aux propriétés différentes se combinent pour permettre des changements de couleur remarquables.
Chaque composant de ce nouveau matériau joue un rôle clé dans ses propriétés de couleur. Par exemple, les colorants apportent leurs couleurs inhérentes à l'apparence du matériau, qui peut être ajusté en les mélangeant à des degrés différents. Ces colorants comprennent également ceux qui changent de couleur lors de l'exposition à la lumière.
Micrographies électroniques de cristaux colloïdaux sphériques composés de fines particules de silice d'un diamètre de particule de 250 nm :(a) image montrant un cristal colloïdal sphérique, (b) image de surface du cristal colloïdal sphérique, (c) une image en coupe du cristal colloïdal sphérique, et (d) des cristaux colloïdaux sphériques maintenus entre des tailles de maille de 125 µm et 150 µm. Crédit :John Wiley &Sons, Inc.
Des cristaux sphériques ont également été introduits dans le système, lequel, plutôt que d'influencer la couleur par leur pigmentation inhérente, l'affecter à travers des structures microscopiques qui peuvent directement interférer avec la lumière. Finalement, un pigment noir et différentes couleurs d'arrière-plan ont été utilisés pour modifier les couleurs des autres composants de l'affichage du système.
"Nous avons examiné les influences des différents composants du système, comme en changeant la taille des cristaux, faire passer le fond du blanc au noir, ou effectuer une exposition à la lumière visible ou ultraviolette, ", explique l'auteur correspondant Yukikazu Takeoka. "Nous avons constaté que ces changements ont entraîné l'affichage de différentes couleurs sur le matériau, ressemblant à la façon dont certains organismes peuvent changer de couleur en réponse à divers facteurs de leur environnement."
a) Ceci est une photographie des cristaux colloïdaux sphériques contenant 0,20 % en poids de noir de carbone (CB). La taille des fines particules de silice varie de 200 à 300 nm, et 11 tailles différentes ont été utilisées. b) Il s'agit d'une image d'un charançon dessiné à l'aide de cristaux colloïdaux sphériques préparés à l'aide de particules de silice monodispersées de différentes tailles de particules et CB. Les environs des charançons sont dessinés avec des cristaux colloïdaux sphériques qui ne contiennent pas de CB et changent avec la couleur du fond. Crédit :John Wiley &Sons, Inc.
"C'est une étape passionnante dans ce domaine d'études, comme nous sommes de plus en plus capables d'adapter les mécanismes de changement de couleur que certains animaux utilisent aux dispositifs artificiels, ", ajoute le premier auteur de l'étude, Miki Sakai. "Si ces matériaux artificiels aux couleurs changeantes peuvent égaler ou surpasser les démonstrations vibrantes que font certains animaux tels que les pieuvres et les grenouilles, il pourrait avoir des applications intéressantes dans le développement de nouvelles technologies d'affichage."
