Piel fotónica dinámica: Camuflaje y pantallas flexibles inspirados en el pulpo

Inspirados en la capacidad de adaptación de los pulpos, investigadores de la Universidad de Stanford (EE. UU.) y la Universidad de Paderborn han desarrollado una plataforma delgada en forma de película capaz de cambiar dinámicamente tanto su color como su estructura superficial. Esta tecnología, publicada en la prestigiosa revista ‘Nature’, podría tener aplicaciones futuras en sistemas de camuflaje inteligentes, pantallas flexibles, robótica o incluso en bioingeniería, como la manipulación celular dirigida.

El concepto se basa en una película compuesta de polímero ampliamente utilizada que contiene polisulfonato de estireno, un material que se hincha al exponerse a la humedad y forma delicadas nanoestructuras. El Profesor Asistente Nicholas Güsken, del Departamento de Física de la Universidad de Paderborn, explica: “La litografía por haz de electrones, empleada en la fabricación de semiconductores, puede utilizarse para pretratar con precisión la película, de modo que ciertas áreas se hinchen en diferentes grados. Esto crea patrones superficiales controlados que aparecen al exponerse a la humedad y cambian de brillo a mate según el contenido de agua.”

La estructura superficial afecta la difusión de la luz y crea un resultado visual realista. Además, se utilizaron resonadores de Fabry-Pérot para generar colores, en un proceso donde las capas metálicas de la película polimérica alteran la longitud de onda de la luz reflejada según el grosor de la película. Esto permite que una película monocromática se transforme en un patrón complejo y colorido al introducirse humedad. Las estructuras son reversibles: controlar el contenido de agua en el entorno circundante hace que la superficie vuelva a su estado plano original o muestre patrones nuevos específicos, permitiendo que la “piel fotónica” se adapte a un fondo, tal como lo hace un pulpo. “Todavía estamos lejos de lograr la complejidad total de la fisiología de los cefalópodos, con su intrincado control muscular y ajuste en tiempo real. Este trabajo nos acerca a una de sus capacidades clave, que es simular no solo el color, sino también la textura de una superficie de manera realista”, señala el autor principal, Siddharth Doshi, exestudiante de doctorado de la Universidad de Stanford y actualmente investigador postdoctoral en Caltech.

La combinación de múltiples capas permitió controlar el color y la textura de forma independiente, algo que nunca antes se había logrado. “Controlar activamente las interacciones luz-materia a nivel micrométrico y nanométrico ofrece una amplia gama de oportunidades para la ciencia fundamental, así como para aplicaciones tecnológicas”, explica el Profesor Asistente Güsken. Los futuros desarrollos buscarán integrar la inteligencia artificial (IA) y su subcampo de la visión por computadora, para que la adaptación a diferentes fondos se produzca de forma automática y en tiempo real. Además, la tecnología de materiales también se explorará desde una perspectiva artística.

El Profesor Asistente Güsken, quien anteriormente formó parte del grupo de investigación de Stanford, pasó varios meses desarrollando su propio grupo de investigación en la Universidad de Paderborn. Estuvo involucrado en el diseño y la fabricación de la capa de película delgada bajo el proyecto dirigido por el Dr. Doshi.