Вчені створили розумну синтетичну шкіру, яка змінює форму та приховує зображення

Його зовнішній вигляд, механічна поведінка та форма змінюються під впливом:

Розробкою керував доцент промислової та виробничої інженерії Хунтао Сунь. За його словами, головна мета — створити універсальний матеріал, який здатен виконувати одразу кілька функцій.

Як шкіра восьминога надихнула науковців

Ідею дослідники запозичили у головоногих молюсків, зокрема восьминогів. Ці тварини можуть швидко змінювати колір і текстуру шкіри, маскуючись або передаючи сигнали.

Щоб відтворити подібні можливості, команда використала технологію 4D-друку — метод, за якого об’єкти змінюються з часом і реагують на навколишні умови. Це дозволило створити матеріал, який адаптується без складних механічних систем.

Як працює «програмована» шкіра

Ключова технологія — напівтонове кодування друку. Вчені перетворюють зображення або текстури у цифрові патерни з нулів і одиниць і вбудовують їх безпосередньо в структуру гідрогелю.

Такі цифрові інструкції визначають, як різні ділянки матеріалу поводитимуться — наприклад набухатимуть або стискатимуться, змінюватимуть жорсткість, формуватимуть складні тривимірні структури.

Під час експериментів дослідники закодували в матеріалі зображення «Мони Лізи». У звичайних умовах плівка виглядала прозорою, але після впливу температури або рідини приховане зображення ставало видимим.

За словами авторів роботи, ця функція може використовуватися для:

Інформацію також можна «прочитати» механічно — аналізуючи, як матеріал деформується під час розтягування.

Ще одна особливість — здатність змінювати форму без багатошарових конструкцій. Один гідрогелевий лист може перетворюватися з плоскої поверхні на складні тривимірні об’єкти з текстурою.

У майбутньому команда планує розширити можливості 4D-друку та створити масштабовану платформу для цифрового програмування властивостей матеріалів.