17 feb. 1999
2 minuten
De pijlinktvis en de zebravis zijn twee dieren die van kleur kunnen veranderen als ze zich willen camoufleren. Wetenschappers reproduceren die mechanismen om intelligente materialen te creëren.
Chromatoforen zijn pigmentcellen van de huid van sommige dieren zoals vissen en koppotigen, die beheersbare chromomorfische (kleurverandering) en goniochromische (verandering van de indescentie) eigenschappen hebben. Die dieren beheersen de optische eigenschappen van hun huid om zich te camoufleren en te ontsnappen aan roofdieren en om te communiceren met hun soortgenoten.
De kunst om die eigenschappen te reproduceren in soepele structuren zoals kunsthuiden opent nieuwe mogelijkheden voor actieve camouflage, warmteregeling en actieve fotovoltaïek.
Kunstspieren
Wetenschappers verbonden aan de Universiteit van Bristol ontwikkelen systemen op basis van elektroactieve kunstspieren die de strategieën van de natuur imiteren en naar believen van kleur kunnen veranderen. Twee mechanismen werden bestudeerd, respectievelijk op het model van de pijlinktvis en op dat van de zebravis: de ruimtelijke expansie van diëlektrische elastomeerstructuren en de hydrostatische verplaatsing van het gepigmenteerde fluïdum in kunstlederhuid.
De wetenschappers fabriceerden kunstspiervezels door imitatie van de chromatoforen van de pijlinktvis. Die pigmentcellen bedekken zijn opperhuid. Een centrale zak bevat de pigmenten die hij vrijgeeft onder inwerking van de spieren. De wetenschappers kozen voor diëlektrische elastomeren. Die materialen expanderen onder inwerking van een elektrische spanning, waardoor zich een pompverschijnsel voordoet en de huid met pigmenten wordt geïrrigeerd.
Zebravis
Hetzelfde team bestudeert eveneens de zebravis, waarvan het mimetismemechanisme anders is: de pigmenten bevinden zich in een reservoir binnenin de opperhuidcellen zelf. Zodra ze geactiveerd is, wordt de vloeistof doorheen de huid gepompt en verspreidt ze zich aan het oppervlak ervan.
Om dat mechanisme te reproduceren, werd een kunstcel gecreëerd door een blaas van siliconen op te sluiten tussen twee glasplaten. Er werden pompen vervaardigd met diëlektrische elastomeren, aangebracht aan weerszijden van de ballon en verbonden met siliconenbuizen. Een van de pompen kan ondoorschijnende white spirit in de blaas brengen terwijl de andere een mengsel van water en zwarte inkt kan pompen. Door de twee pompen-spieren beurtelings te activeren met een elektrische stroom kunnen de witte en zwarte pigmentaties zich een voor een verplaatsen binnenin de de ballon en die wordt dan volledig wit of volledig zwart of krijgt een tussenkleur.
Die systemen zijn tegelijk evolutief en flexibel en kunnen worden omgevormd tot een ‘kunsthuid’ die kan rekken en vervorrmen en kan worden gebruikt in uiteenlopende omgevingen.
Lees ook: Biomimetic chromatophores for camouflage and soft active surfaces
Anderen lazen ook
