Il camaleonte robot: cambiare colore in base all’ambiente

Animali come polpi e camaleonti sono noti per la loro capacità di cambiare colore (anche se raramente lo fanno per mimetizzarsi). Una ricerca pubblicata su Nature Communications svela come potrebbe essere possibile raggiungere lo stesso risultato nelle tecnologie: il camaleonte robot è capace di mimetizzarsi con l’ambiente circostante nell’arco di poche frazioni di secondo.

Il camaleonte robot è capace di cambiare il suo colore in base a quello della superficie su cui si trova. (i): il camaleonte robot è spento; ii), iii) e iv), il camaleonte robot cambia colore da rosso a verde a blu, poiché zampetta su una superficie di tali colori. Immagine di Hyeonseok Kim, Joonhwa Choi, Kyun Kyu Kim, Phillip Won, Sukjoon Hong e Seung Hwan Ko, condivisa secondo la licenza CC BY-SA 4.0.

Camaleonte: l’animale che cambia colore per eccellenza

I camaleonti sono noti trasformisti. Possono cambiare colore per molte ragioni.

• Mimetizzazione.
• Sfide alla conquista delle femmine, come i maschi del genere Bradypodion.
• Comunicazione del proprio status all’interno di un gruppo, ad esempio la sottomissione in seguito a uno scontro perso.
• Segnalazione del proprio stato riproduttivo, come nelle femmine del camaleonte velato (Chamaeleo calyptratus) che sono verde oliva quando non possono accoppiarsi, turchesi se disponibili a riprodursi e nere con macchioline chiare quando sono incinte.
• Rifiuto del maschio.
• Termoregolazione. Come le lucertole che vediamo nei nostri giardini, anche i camaleonti si scaldano al sole. Il camaleonte del Namaqualand (Chamaeleo maquensis) al mattino si riscalda in fretta assumendo una colorazione nera.

Ma come fanno i camaleonti a cambiare colore? La loro pelle è multistrato e in ognuno di questi strati sono presenti diversi cromatofori, cellule contenenti pigmenti che riflettono colori diversi. Nello strato più superficiale ci sono xantofori (cellule con pigmenti gialli) ed eritrofori (con pigmenti rossi e arancioni); sotto di essi, iridofori (che contengono cristalli di guanina, capaci di assumere diverse colorazioni in base alla disposizione) e melanofori (con melanina, pigmento scuro presente anche nella nostra pelle). Il camaleonte può muovere queste cellule, facendole espandere e contrarre, così che cambiano colore; ciò accade anche quando l’animale prova emozioni. Un po’ come quando noi arrossiamo.

Come funziona il camaleonte robot?

Questo animale tecnologico, come l’originale, ha una pelle artificiale multistrato:

• all’esterno c’è un sottile strato di inchiostro a cristalli liquidi blu, verdi e rossi termocromatici, che cioè si possono orientare (risultando di colori diversi) se riscaldati;
• all’interno della cute artificiale ci sono nanofili d’argento che riscaldano i cristalli quando ricevono corrente.

I sensori ottici montati sulla parte inferiore del robot percepiscono il colore dell’ambiente e portano all’attivazione dei nanofili, che rilasciano calore specifico. Questo fa sì che l’inchiostro a cristalli liquidi cambi conformazione, e quindi colore, nell’arco di circa mezzo secondo.

Future applicazioni della pelle biomimetica del camaleonte robot

La pelle artificiale innovativa ideata dal team guidato da Seung Hwan Ko potrebbe rendere molto facile mimetizzarsi nell’ambiente, trovando applicazione soprattutto nei tessuti e nei mezzi di trasporto militari, ma anche in altri campi. Superfici capaci di cambiare colore potrebbero essere utili nell’ambito dell’intrattenimento e della moda, nonché nell’architettura.