Os cientistas se inspiraram na biomimética das asas de borboleta e penas de pavão para desenvolver um material inovador semelhante a opala que poderia ser a base da próxima geração de sensores inteligentes.

Uma equipe internacional de cientistas, liderado pelas Universidades de Surrey e Sussex, desenvolveu mudança de cor, cristais fotônicos flexíveis que podem ser usados ​​para desenvolver sensores que avisam quando um terremoto pode ocorrer a seguir.

O vestível, sensores robustos e de baixo custo podem responder com sensibilidade à luz, temperatura, cepas ou outros estímulos físicos e químicos, tornando-os uma opção extremamente promissora para aplicações econômicas de sensoriamento visual inteligente em uma variedade de setores, incluindo saúde e segurança alimentar.

Em um estudo publicado pela revista Materiais Funcionais Avançados , pesquisadores esboçam um método para produzir cristais fotônicos contendo uma quantidade minúscula de grafeno, resultando em uma ampla gama de qualidades desejáveis ​​com resultados diretamente observáveis ​​a olho nu.

Intensamente verde sob luz natural, os sensores extremamente versáteis mudam de cor para azul quando esticados ou ficam transparentes após serem aquecidos.

Dra. Izabela Jurewicz, Professor de Física da Matéria Mole na Faculdade de Engenharia e Ciências Físicas da University of Surrey, disse "Este trabalho fornece a primeira demonstração experimental de mecanicamente robusto, mas macio, independente e flexível, opalas à base de polímero contendo grafeno puro esfoliado por solução. Embora esses cristais sejam bonitos de se ver, também estamos muito entusiasmados com o enorme impacto que eles podem causar na vida das pessoas. "

Alan Dalton, Professor de Física Experimental da Escola de Ciências Matemáticas e Físicas da Universidade de Sussex, disse:"" Nossa pesquisa aqui se inspirou nas incríveis habilidades de biomimética em asas de borboletas, penas de pavão e cascas de besouro onde a cor vem da estrutura e não dos pigmentos. Considerando que a natureza desenvolveu esses materiais ao longo de milhões de anos, estamos lentamente recuperando em um período muito mais curto. "

Entre suas muitas aplicações potenciais estão:

• Indicadores de tempo-temperatura (TTI) para embalagens inteligentes - Os sensores são capazes de dar uma indicação visual se perecíveis, como alimentos ou produtos farmacêuticos, experimentaram históricos indesejáveis ​​de tempo-temperatura. Os cristais são extremamente sensíveis até mesmo a um pequeno aumento na temperatura entre 20 e 100 graus C.
• Análise de impressão digital - suas características de memória de forma responsivas à pressão são atraentes para aplicações biométricas e anti-falsificação. Pressionar os cristais com um dedo pode revelar impressões digitais com alta precisão, mostrando sulcos bem definidos da pele.
• Bio-sensoriamento — Os cristais fotônicos podem ser usados ​​como estruturas de tecido para a compreensão da biologia humana e das doenças. Se funcionalizado com biomoléculas, podem atuar como dispositivos de teste de ponto de atendimento altamente sensíveis para vírus respiratórios, oferecendo um baixo custo, de confiança, sistemas de biossensor de fácil utilização.
• Monitoramento bio / saúde — A resposta mecanocrômica dos sensores permite sua aplicação como sensores corporais que podem ajudar a melhorar a técnica em jogadores de esportes.
• Segurança de saúde - os cientistas sugerem que os sensores podem ser usados ​​em uma pulseira que muda de cor para indicar aos pacientes se o médico lavou as mãos antes de entrar na sala de exames.

A pesquisa baseia-se na experiência do Materials Physics Group (University of Sussex) no processamento de líquidos de nanomateriais bidimensionais, A experiência do Soft Matter Group (University of Surrey) em coloides de polímero e a combina com a expertise do Advanced Technology Institute em modelagem óptica de materiais complexos. Ambas as universidades estão trabalhando com a empresa Advanced Materials Development (AMD) Ltd, sediada em Sussex, para comercializar a tecnologia.

Joseph Keddie, Professor de Física da Matéria Suave na Universidade de Surrey, disse:"Partículas de polímero são usadas para fabricar objetos do cotidiano, como tintas e tintas. Nesta pesquisa, fomos capazes de distribuir finamente o grafeno a distâncias comparáveis ​​aos comprimentos de onda da luz visível e mostramos como a adição de pequenas quantidades do material-maravilha bidimensional leva ao surgimento de novas capacidades. "

John Lee, CEO da Advanced Materials Development (AMD) Ltd, disse:"Dada a versatilidade desses cristais, este método representa um simples, abordagem barata e escalonável para produzir opalas sintéticas multifuncionais com infusão de grafeno e abre aplicações interessantes para novos fotônicos baseados em nanomateriais. Estamos muito entusiasmados em poder trazê-lo ao mercado em um futuro próximo. "