Innovazione

La pelle artificiale cambia colore a comando

Nel futuro, un nuovo tessuto camaleontico ci vestirà di qualunque colore e potrà avvisare quando un ponte sta per crollare.

A Berkeley un gruppo di ricercatori della California University ha creato una pelle artificiale ultrasottile, in grado di cambiare colore quando viene piegata. Il nuovo materiale, descritto sulla rivista Optica, sfrutta piccole increspature per riflettere in modo selettivo le radiazioni elettromagnetiche dello spettro visibile, un trucco usato anche in natura da alcuni insetti.

Occhio al colore. Quando la luce visibile colpisce una superficie, questa assorbe determinate lunghezze d'onda e ne riemette altre. A ciascuna frequenza è associato a un colore: l'occhio umano percepisce la tonalità corrispondente alla componente riflessa. Ai due estremi ci sono il bianco e il nero: nel primo caso tutta la luce rimbalza sul corpo, nel secondo c'è assorbimento quasi totale.

Di norma il meccanismo dipende dalla composizione chimica del materiale: ecco perché, se vogliamo tinteggiare le pareti di casa, dobbiamo passare sui muri una vernice che contiene un determinato pigmento o colorante. Ma esiste un'altra strategia, sfruttata dagli scienziati di Berkeley: ritoccando la conformazione della superficie è possibile modificare a comando le lunghezze d'onda assorbite e riflesse. Questo tipo di colore strutturale non è comune in natura, ma è utilizzato ad esempio da alcune farfalle per rendere più cangiante la gradazione delle ali.

Selezione all'ingresso. «È la prima volta che qualcuno ottiene una pelle camaleontica flessibile che può cambiare colore semplicemente applicando una forza esterna», dichiara Connie J. Chang-Hasnain, della Electrical Engineering and Computer Sciences Department della California University. Per ottenere il controllo del colore i ricercatori hanno impresso delle microscopiche creste - di misura inferiore alle lunghezze d'onda del visibile - su una pellicola di silicio mille volte più sottile di un capello. Il film poggia a sua volta su uno strato flessibile di silicone che rende il materiale facile da manipolare. Piegando la membrana si allontanano o avvicinano le nano-creste, determinando quali lunghezze d'onda vengono riflesse, e dunque quale colore si vedrà. Allo stato attuale del progetto la pelle artificiale può mostrarsi verde, gialla, arancione e rossa, ma l'obiettivo dei ricercatori è di ampliare la gamma di tonalità.

Applicazioni future. I test di laboratorio sono stati svolti su una membrana di silicio grande circa un centimetro quadrato. «Il prossimo passo», ha dichiarato Chang-Hasnain, «è di aggiustare spostare il tiro sulle applicazioni su larga scala...» Le applicazioni commerciali, stando ai ricercatori, potrebbero essere molteplici: oltre a offrire innovative soluzioni nel campo del design, il materiale camaleontico potrebbe infatti servire per costruire sensori che indichino, con un semplice cambio di colore, il grado di stress strutturale di ponti, edifici o aerei.

17 marzo 2015 Davide Decaroli
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