Escudo conmutable para la luz, el calor y las microondas

Un nuevo material blando, inspirado en la piel de los calamares, ha hecho posible un escudo conmutable para la luz, el calor y las microondas.

El logro es obra del equipo de Leilei Liang, de la Universidad de Nankín en China.

El nuevo material se aplica en forma de película blanda y es capaz de regular su transparencia en una amplia gama de longitudes de onda (visible, infrarroja y microondas) simultáneamente.

En las pruebas, los investigadores utilizaron el material en ventanas inteligentes y en aplicaciones de control sanitario y gestión de la temperatura.

Los iridocitos y cromatóforos, que se encuentran únicamente de la piel de los calamares y otros cefalópodos, cambian reversiblemente de orientación y alteran el aspecto de los animales. Del mismo modo, existen materiales artificiales que pasan de reflejar a transmitir longitudes de onda visibles e infrarrojas, cambiando la textura de su superficie. Como las microondas son mucho mayores que las estructuras que dotan de la textura deseada a tales superficies, no hay interacción.

Sin embargo, recientemente se descubrió que ciertas redes densas de materiales conductores de la electricidad, como los nanocables de plata, pueden bloquear las microondas. Así pues, Liang y sus colegas se propusieron integrar estructuras superficiales con una red conductora en una película blanda que pudiera pasar rápidamente de bloquear las bandas visibles a bloquear las microondas, o a dejarlas pasar.

Los investigadores crearon una película de dos niveles aplicando una fina capa de nanocables de plata sobre un elastómero estirado. El estiramiento y la contracción del material produjeron grietas y arrugas irregulares, respectivamente, en la superficie metálica. Luego, los investigadores contrajeron el material hasta una tensión de -30%, y este bloqueó la luz, atrapó el calor (radiación infrarroja) e impidió el paso de hasta el 99,9% de las microondas que podían interferir con los dispositivos a proteger.

La compresión de este material blando bloquea una amplia gama de longitudes de onda, incluida la luz visible (izquierda), y su estiramiento las deja pasar (derecha). (Imagen: adaptada de ACS Nano 2023, DOI: 10.1021/acsnano.3c01836)

Además, el equipo demostró cómo se podría utilizar el material en diversas aplicaciones:

-Para transmitir o bloquear señales inalámbricas de electrocardiografía.

-Como manta para atrapar el calor corporal o permitir que escape.

-Para rastrear el movimiento, ya que los materiales producen cambios de temperatura detectables por las cámaras infrarrojas.

Los investigadores afirman que la capacidad del sistema para modificar su transparencia de manera repetida y rápida podría beneficiar a las tecnologías de camuflaje dinámico, a los edificios energéticamente eficientes y a los dispositivos adaptativos personales y sanitarios.

Leilei Liang y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo material y de las pruebas realizadas con él en la revista académica ACS Nano, bajo el título “An Adaptive Multispectral Mechano-Optical System for Multipurpose Applications”. (Fuente: American Chemical Society)