Vật liệu mới đổi màu nhìn như vô hình - Ảnh chụp màn hình Instagram-Agrar
Một nhóm nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa phát triển một loại vật liệu tiên tiến có khả năng đổi màu, mang tên quang sắc tự thích nghi (Self-Adaptive Photochromism - SAP).
Vật liệu này có thể thay đổi màu sắc để hòa hợp với môi trường xung quanh, tương tự như cách tắc kè hoa ngụy trang.
Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ điện tử Trung Quốc, SAP có thể khiến người mặc "gần như vô hình" khi được tích hợp vào quần áo.
"Trong nghiên cứu này, chúng tôi giới thiệu khả năng ngụy trang chủ động như một chức năng nội tại của vật liệu, thông qua việc đề xuất cơ chế đổi màu tự thích ứng SAP", nhóm nghiên cứu viết trên tạp chí Science Advances.
Bí mật bên trong vật liệu mới
Theo nhóm nghiên cứu, các hệ thống ngụy trang chủ động nhân tạo hiện nay gặp nhiều hạn chế. Những hệ thống này thường sử dụng các thành phần điện tử, dẫn đến cấu trúc phức tạp, khó sử dụng và chi phí cao.
Trong khi đó, vật liệu SAP mới đơn giản hơn, thân thiện với người dùng và ít tốn kém.
Điểm đặc biệt của SAP nằm ở cấu trúc phân tử, cho phép chúng thay đổi màu sắc dưới tác động của ánh sáng môi trường.
Về thành phần, SAP sử dụng sự kết hợp giữa một chất cho nhận gọi là DASA và thuốc nhuộm hữu cơ để đạt được khả năng đổi màu. Khi tiếp xúc với ánh sáng có bước sóng cụ thể, các phân tử tự tái cấu trúc, khiến vật liệu đổi màu.
"Vật liệu SAP ở trạng thái ban đầu có màu đen trong bóng tối và tự động chuyển sang màu khác khi bị kích hoạt bởi ánh sáng truyền qua hoặc phản chiếu từ môi trường xung quanh", nghiên cứu tiết lộ.
Mô tả về loại vật liệu mới SAP của nhóm nghiên cứu - Ảnh: SCIENCE ADVANCES
Lý tưởng dùng trong quốc phòng
Theo South China Morning Post (SCMP), các nhà nghiên cứu đã thực hiện hai thí nghiệm để chứng minh khả năng của vật liệu SAP.
Trong thí nghiệm đầu tiên, một bình chứa dung dịch SAP được đặt trong các hộp acrylic có màu sắc khác nhau (đỏ, xanh lá, vàng và đen). Dung dịch SAP nhanh chóng đổi màu để phù hợp với màu sắc của hộp acrylic.
Trong thí nghiệm thứ hai, bình dung dịch SAP được đặt trong môi trường có màu sắc tương đồng (cụm cây đỏ, xanh hoặc vàng). Điều thú vị là dung dịch này có thể thích ứng màu sắc để hòa trộn hoàn toàn vào môi trường chỉ trong vòng 30 - 80 giây.
Các nhà nghiên cứu cũng đã mở rộng ứng dụng của công nghệ SAP lên lớp phủ. Họ kết hợp vật liệu SAP với polycaprolactone (PCL) để tạo ra các màng linh hoạt và lớp phủ có thể ứng dụng trên nhiều bề mặt khác nhau, biến cả các bề mặt rắn thành ngụy trang thích ứng.
"Các màng và lớp phủ SAP được tạo ra bằng cách kết hợp polycaprolactone, phù hợp với nhiều loại bề mặt", bài nghiên cứu cho biết.
Ngoài lớp phủ thông minh, vật liệu SAP còn có tiềm năng ứng dụng trong hệ thống ngụy trang quân sự, kiến trúc và thời trang. Đặc biệt, các vật liệu này có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ từ -20°C đến 70°C.
Các nhà nghiên cứu đang lên kế hoạch phát triển thêm để mở rộng dải màu của SAP. Hiện tại, vật liệu này có thể mô phỏng nhiều màu sắc, nhưng chưa bao phủ toàn bộ quang phổ nhìn thấy, đặc biệt là màu tím và xanh dương.
"Bằng cách bổ sung thêm các phân tử quang sắc hoặc điều chỉnh thành phần, chúng tôi hướng đến việc tạo ra sự phân biệt màu sắc tinh tế hơn và tốc độ thay đổi nhanh hơn", ông Wang nói với SCMP.
