Американские ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне в сотрудничестве с Морской биологической лабораторией расшифровали механизм, позволяющий кальмарам мгновенно менять окраску от прозрачной до яркой. Открытие легло в основу нового поколения «умных» материалов, способных динамически адаптироваться в видимом и инфракрасном диапазонах. Исследование опубликовано в научном журнале Science.
Команда обнаружила, что светочувствительные клетки кальмаров (иридофоры) содержат извилистые столбики из белка рефлектина, работающие как оптические отражатели. Эти структуры, напоминающие синусоиду, избирательно пропускают и отражают свет определенных длин волн, что и обеспечивает мгновенную смену окраски.
«Способность кальмара переключаться между прозрачностью и цветностью поразительна. Мы выяснили, что ключевую роль играют синусоидальное распределение показателя преломления и наноколончатая архитектура клеток», — пояснил соавтор исследования Алон Городецкий.
Вдохновившись природным механизмом, ученые разработали композитный материал с регулируемыми оптическими свойствами. С помощью голотомографии — метода трехмерной визуализации на основе низкоинтенсивного света — специалисты воссоздали структуры, аналогичные иридофорам, но с расширенными функциями.
Новый материал способен не только имитировать динамическую окраску, но и адаптироваться в инфракрасном диапазоне. Это открывает перспективы для создания адаптивного камуфляжа, многоспектральных дисплеев и датчиков нового поколения.
