Pele sintética que muda de cor imita a camuflagem dos polvos

A evolução, com suas intermináveis mutações ao acaso e organismos cada vez mais complexos e inusitados, fez da natureza um excelente banco de ideias para todo tipo de invenção. Agora, foi nos polvos – seres camaleônicos capazes de mudar de cor em questão de segundos – que os cientistas encontraram suas musas.

Pesquisadores da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, elaboraram uma nova pele sintética que imita os mecanismos de camuflagem dos moluscos para transformar, em tom e textura, a própria aparência. O dispositivo usa camadas maleáveis de filme polimérico que, como os cromatóforos e papilas da pele dos polvos, são capazes de colorir e deformar uma superfície programável.

A tecnologia foi divulgada nesta última quarta-feira (7) em artigo publicado na revista Nature. Suas possíveis aplicações são variadas, e vão desde camuflagens dinâmicas até a criação de displays texturizados para pessoas com baixa visão.

Cor e textura são duas palavrinhas mágicas para entender o que define a aparência de um objeto. O jeito que a luz incide sobre uma superfície pode variar de acordo com seu ângulo e sua textura – uma superfície perfeitamente lisa, por exemplo, não reflete a luz do mesmo jeito que uma superfície cheia de irregularidades. Os cefalópodes, mestres do disfarce, entendem muito bem disso.

Essa classe de moluscos, que engloba polvos, lulas e chocos, é especialista em se misturar ao ambiente – ou, pelo contrário, saltar completamente aos olhos – transformando radicalmente os detalhes da pele.

Pigmentos chamados cromatóforos se expandem e colorem o corpo com diferentes padrões, enquanto estruturas musculares chamadas papilas esculpem, no corpo liso, relevos intrincados e complexos. É uma mudança que ocorre em instantes, e sobre a qual esses animais têm total controle.

Materiais sintéticos que mudam de cor não são nenhuma novidade, tampouco aqueles que conseguem modelar suas superfícies. Porém, os dois mecanismos sempre existiram de maneira separada. A nova pele sintética é a primeira tecnologia capaz de controlar cor e textura ao mesmo tempo, de maneira independente.

A pele sintética copia os moluscos, mas não faz igual. O mecanismo é composto por uma série de camadas empilhadas como em um sanduíche. Seus principais componentes são as duas camadas de filme polimérico – uma para cor, outra para textura – que incham em contato com a água.

Esse inchaço é controlado por um feixe de elétrons, que é disparado sobre o filme e deforma precisamente a camada, criando desníveis com porções mais altas e mais baixas. Para desinchar, basta colocar o filme em contato com álcool isopropílico.

O filme superior controla o relevo. Ele é revestido, em cima, por uma fina camada de ouro, que deforma junto com o inchaço do filme, e reflete a luz de maneiras variadas. O filme inferior controla a cor, e fica espremido, em cima e em baixo, por duas outras camadas de ouro.

Elas formam uma câmara óptica, isto é, quando um feixe de luz atravessa a camada dourada superior, ele entra em um espaço no qual é refletido múltiplas vezes, e fica quicando entre o chão e o teto dourado até escapar de novo pela camada de cima. A grossura dessa cavidade é determinada pelo segundo filme polimérico, e determina a cor que sai pela superfície.

O resultado são quatro estados visuais, que resultam das combinações entre a ausência e a presença de padrões de cor ou de textura. A transformação acontece em cerca de 20 segundos.

É uma tecnologia promissora, mas, para que ela se torne aplicável, ainda existem alguns obstáculos. O problema principal é que ela depende da imersão em líquidos, o que torna ela bem menos portátil. Porém, caso se torne uma realidade, ela pode ser usada para a criação de obras de arte dinâmicas, em produtos têxteis ou até mesmo para a criação de telas mais acessíveis.

“Além da camuflagem, a capacidade de criar padrões poderia levar a novos tipos de telas sensíveis ao toque que formam botões elevados ou caracteres em braille sob demanda e depois se achatam completamente”, afirmou ao Financial Times o professor Francisco Martin-Martinez, da King’s College London.