Die Forscher entwickeln eine Tarnung, die von Mollusken und Zebrafischen inspiriert ist

Die Forschung kann zur Schaffung effizienterer Tarnvorrichtungen und -monitore sowie zur Kontrolle der Temperatur von Tieren beitragen

Schale

Bestimmte Arten von Mollusken sind die Tiere der Kopffüßerklasse, die sich laut Roger Hanlon vom Marine Biology Laboratory in Woods Hole, Massachusetts, USA, am besten tarnen. Inspiriert von dieser Aussage haben Wissenschaftler der Universität Bristol künstliche Muskeln und Häute geschaffen (um dieses Verfahren besser zu verstehen, sehen Sie sich das folgende Video auf Englisch an), die sich wie die gleichen Organe wie Tiere dieser Klasse von Wirbellosen verhalten.

Kopffüßer haben vor allem wegen ihrer Chromatophoren (rote, gelbe oder braune Pigmentzellen, die vom Muskel kontrolliert werden) eine so bemerkenswerte Tarnung. Die Nerven verursachen wiederum Muskelkontraktionen, die die Größe dieser Zellen regulieren, wodurch Tiere ihre Hautfarbe variieren und sich ändernde Farbmuster erzeugen. Die Papillen oder Vorsprünge auf der Haut unterstützen auch die Tarnung, indem sie die Textur der Haut verändern und sie schneller mit Substanzen wie Sand mischen können.

Die Idee ist, dass diese Erfindung verwendet werden kann, um ein „intelligentes Outfit“ zu schaffen, das seinen Benutzern die Möglichkeit gibt, „zu verschwinden“ und sich in verschiedenen Umgebungen zu tarnen. Um im Labor die schnelle Expansion der Muskeln zu reproduzieren, wie sie bei Kopffüßertieren auftritt, verwendeten die Wissenschaftler hochelastische Polymere (dielektrische Elastomere), die an einen Stromkreis angeschlossen waren. Diese Polymere dehnen sich aus, wenn ein elektrischer Strom angelegt wird, und kehren in ihre ursprüngliche Form zurück, wenn der Stromkreis geschlossen wird. Verstehen Sie diesen Vorgang besser, indem Sie sich das folgende Video ansehen:

In einer anderen Studie war die Inspirationsquelle der Zebrafisch, ein Mitglied der Cyprinidenfamilie, der eine kleine Menge Flüssigkeit mit Pigmenten im Körper enthält. Bei Aktivierung verteilen sich die Pigmente auf der Hautoberfläche und erstrecken sich wie Tinte. Um dieses System nachzuahmen, verwendeten die Forscher mikroskopisch kleine Objektträger, die eine Silikonschicht und zwei Pumpen aus elastischen Elastomeren enthielten, die mit einem zentralen System verbunden waren. Einer pumpte eine undurchsichtige weiße Flüssigkeit, der andere eine Mischung aus schwarzer Farbe und Wasser. Da dieser Mechanismus auf Flüssigkeit basiert, ist er langsamer als der Kopffüßermechanismus, der durch neuronale Impulse angetrieben wird. Trotzdem kann es zur Steuerung der Materialtemperatur verwendet werden. Beispielsweise,Befindet sich der Flüssigkeitsbehälter in der Nähe der Haut einer Person oder eines heißen Motors, kann er an die Oberfläche der künstlichen Haut abgegeben werden, um Wärme abzuleiten und die Person oder den Motor abzukühlen.

Diese Forschung kann weitreichende Auswirkungen auf dem Gebiet der Metamaterialien haben (gekennzeichnet durch optische Eigenschaften, die in natürlichen Materialien nicht zu finden sind), da sie organische Moleküle anstelle der in den üblicherweise verwendeten Materialien vorhandenen Schwermetallpigmente aufweisen würden; in Studien zu Sensornetzwerken; und bei der Gestaltung von Displays, die eine größere Auswahl an Farben und optischen Optionen aufweisen als aktuelle Monitore.

Wie einer der Forscher jedoch sagt, wurden bisher die ersten Schritte auf dem Gebiet der optischen Tarnung unternommen. Jonathan Rossiter, Professor für Ingenieurwissenschaften in Bristol, England, erklärt, dass derzeit künstliche Chromatophore mit nur einer Farbe hergestellt wurden, die von heller zu dunkler und umgekehrt wechseln. Sie hoffen, ab dem gegenwärtigen Moment komplexere Modelle mit mehr Farboptionen zu schaffen.

Erfahren Sie mehr über das Studium und das Verhalten der befragten Tiere, indem Sie das folgende Video (auf Englisch) ansehen.


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