Künstliche "Camouflage-Haut" kann Farbe und Textur verändern

Forschende der Stanford University haben ein synthetisches Material entwickelt, das Farbe und Textur unabhängig voneinander verändern kann. Inspiriert ist es von Tintenfischen, die das in ähnlicher Weise tun.

Das dünne Material könnte künftig in der Tarnung, in weichen Robotern, adaptiven Displays oder sogar in der Architektur zum Einsatz kommen. Die Ergebnisse wurden in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

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Wie Tintenfische die Farbe ändern

In der Haut von Tintenfischen gibt es Millionen winziger Zellen, die Chromatophoren heißen. Jede dieser Zellen funktioniert im Grunde wie ein kleiner elastischer Ballon, der mit Farbe gefüllt ist. Manche sind gelb, andere rot oder braun. Um die Ballons herum sitzen kleine Muskeln, die wie ein Stern angeordnet sind. 

Wenn der Tintenfisch seinen Ballon aufbläst, wird die Farbe sichtbar. Zieht er ihn zusammen, verschwindet sie wieder. Das Gehirn des Tintenfischs steuert jeden einzelnen dieser Millionen Ballons, wie bei einem riesigen Bildschirm aus lebenden Pixeln

Um dynamische Texturen in einem flexiblen Material zu erzeugen, kombinierten die Forscher die Elektronenstrahllithografie, die eigentlich in der Halbleiterfertigung zum Einsatz kommt, mit einem Polymerfilm, der bei der Aufnahme von Wasser aufquillt. 

Durch Beschießen mit einem Elektronenstrahl konnten sie steuern, wie stark bestimmte Bereiche des Materials aufquellen, und so detaillierte Muster erzeugen, die sich erst im nassen Zustand des Films zeigten. Darauf legten sie hauchdünne Schichten aus Gold. Eine Goldschicht lässt das Material matt aussehen, zwei Goldschichten mit dem Polymer dazwischen funktionieren wie ein Spiegel, der nur bestimmte Farben zurückwirft. Dadurch können sie detaillierte Muster erzeugen, die erst im nassen Zustand sichtbar wurden.

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Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendungsmöglichkeiten gehen über reine Tarnung hinaus. Auch weiche Roboter oder adaptive Gebäudefassaden, die ihre Reflexionseigenschaften als Reaktion auf Umweltreize anpassen können, könnten damit gebaut werden.