엔지니어들은 문어에서 영감을 받아 속이고 신호를 보낼 수 있는 기술을 발명 했습니다.

푸른고리문어는 눈 깜짝할 사이에 근육 수축을 통해 속임, 위장, 신호 전달을 목적으로 피부에 있는 이름을 딴 패턴의 크기와 색상을 변경할 수 있습니다. University of California, Irvine의 연구원들은 이러한 자연의 경이로움에서 영감을 얻어 군사, 의학, 로봇 공학 및 지속 가능한 에너지를 포함한 다양한 분야에서 사용할 수 있는 유사한 기능을 갖춘 기술 플랫폼을 개발했습니다.

발명가에 따르면, 이 혁신을 통해 가능해진 새로운 장치는 동적으로 조정 가능한 형광 및 분광 특성, 제조 용이성, 차량, 광고판 및 심지어 건물을 덮을 수 있을 만큼 넓은 영역으로 확장할 수 있는 가능성의 이점을 누릴 것입니다. 생체에서 영감을 받은 창조물은 최근에 발표된 연구 주제입니다. 네이처커뮤니케이션즈.

하팔로클라에나 루눌라타 서태평양과 인도양에 서식하는 문어의 일종입니다. 신경독 독을 사용하여 먹이를 기절시키고 번쩍이는 파란색 고리로 포식자를 물리칠 수 있습니다. 생물체 피부의 갈색 배경에 있는 이 무지개 빛깔의 원은 UCI 연구원들의 관심을 끌었습니다.

“우리는 숨겨진 상태와 노출된 상태 사이에서 피부 표시를 빠르게 전환하는 푸른 고리 문어의 능력을 뒷받침하는 메커니즘에 매료되었습니다.”라고 UCI 화학 및 생체분자 공학 교수이자 수석 공동 저자인 Alon Gorodetsky가 말했습니다. “이 프로젝트를 위해 우리는 실험실에서 합성한 고유한 재료로 만든 장치를 사용하여 문어의 타고난 능력을 모방하기 위해 노력했으며, 그 결과 제작이 간단하고 작동 시 오랫동안 작동하는 문어에서 영감을 받은 기만 및 신호 시스템이 탄생했습니다. 지속적으로 작동하며, 손상되면 스스로 수리할 수도 있습니다.”

혁신의 아키텍처는 문어의 고리와 매우 유사하게 갈색 원을 둘러싸는 주름진 파란색 고리로 구성된 얇은 필름을 맨 위의 투명한 양성자 전도성 전극과 밑에 있는 아크릴 막 사이에 끼우고 그 아래에 또 다른 동일한 전극이 있는 것을 요구합니다.

연구원들의 추가적인 기술적 창의성은 선형 융합 벤젠 고리로 구성된 유기 화합물인 아센의 사용을 탐구하면서 분자 수준에서 발생합니다. Gorodetsky에 따르면 팀이 사용하는 디자이너 노나센 유사 분자(9개의 선형 융합 고리 포함)는 플랫폼에 뛰어난 기능을 제공하는 데 도움이 됩니다.

“우리 장치를 위해 우리는 독특한 구조를 가진 노나센 유사 분자를 개념화하고 설계했습니다.”라고 최근 박사 학위를 받은 공동 저자인 Preeta Pratakshya가 말했습니다. UCI 화학과에서. “아센은 합성의 용이성, 조정 가능한 전자 특성, 제어 가능한 광학 특성 등 다양한 유리한 특성을 지닌 유기 탄화수소 분자입니다.”

그녀는 “우리의 노나센 유사 분자는 공기 중에서 수년간 보관하고 공기 중 밝은 빛을 하루 동안 지속적으로 조사해도 살아남을 수 있기 때문에 아센 중에서 예외적입니다. 다른 확장된 아센은 이렇게 가혹한 조건에서 이러한 결합된 장기 안정성을 보여주지 않습니다. .”

Gorodetsky에 따르면, 착색된 파란색 링 층을 제조하는 데 사용되는 분자 유형은 조정 가능한 분광 특성, 간단한 벤치탑 제조 촉진 및 조명 하에서 주변 대기 안정성을 포함하여 장치에 가장 유리한 기능을 부여하는 것입니다.

“우리의 공동 저자이자 보스턴 대학교 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 Sahar Sharifzadeh는 분자의 자극 반응 특성이 컴퓨터를 통해 예측될 수 있음을 보여주었습니다. 인실리코 다른 위장 기술의 설계”라고 Gorodetsky는 말했습니다.

UCI의 캘리포니아 통신 및 정보 기술 연구소에서 주로 진행된 실험실 테스트에서 팀은 생체 영감 장치가 성능 저하 없이 500회 이상 눈에 보이는 외관을 변경할 수 있으며 사용자 없이도 자율적으로 자가 수리할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 간섭.

Gorodetsky에 따르면, 본 발명은 전자기 스펙트럼의 자외선, 가시광선 및 근적외선 부분에서 바람직한 조합을 갖는 것으로 입증되었습니다. 이를 통해 장치는 다른 물체를 감지하지 못하도록 위장하거나 관찰자에게 은밀하게 신호를 보낼 수 있습니다.

“우리의 노아센 유사 분자와 아마도 그 변종의 광물리학적 견고성과 일반적인 가공성은 발광 다이오드 및 태양 전지와 같은 전통적인 광전자 시스템의 맥락에서 이러한 화합물에 대한 향후 조사의 기회를 열어줍니다”라고 Gorodetsky는 덧붙였습니다.

이 연구에는 Gorodetsky와 Pratakshya에 UCI 재료 과학 및 공학부의 Chengyi Xu, Panyiming Liu, Reina Kurakake 및 Robert Lopez가 합류했습니다. UCI 화학 및 생체분자공학과의 David Josh Dibble과 Anthony Burke; UCI 화학과의 Philip Denison; 보스턴 대학교의 Aliya Mukazhanova와 Sharifzadeh도 있습니다. 해군연구실, 국방고등연구계획국, 국립과학재단 등이 자금 지원을 제공했다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240104210154.htm