Ученые создали теплоизоляционную пленку, похожую на кожу кальмара

Инженеры Калифорнийского университета изобрели адаптивный составной материал, способный отражать инфракрасное излучение.

Пленка работает по принципу расширения и сокращения хроматофора (светоотражающие клетки, которые могут содержать в себе пигмент), который есть в коже кальмаров. Хроматофор изменяет отражение и передачу видимого света. Несмотря на небольшую толщину, пленка способна обеспечить эффективную теплоизоляцию самых разных поверхностей начиная от чашек для кофе и заканчивая транспортными контейнерами. 

«Металлические острова в нашем составном материале находятся рядом друг с другом, когда материал находится в спокойном состоянии, и отделяются при растяжении материала, что позволяет контролировать отражение и передачу инфракрасного света или рассеивания тепла», — сказал Алон Городецкий, доцент химической и биомолекулярной инженерии UCI. 

Главным достижением этого проекта стала разработка экономически эффективного метода производства этого материала в количествах, соответствующих применению. Стоимость медного и каучукового сырья начинается примерно с десяти центов за квадратный метр, при этом затраты еще больше снижаются за счет эффекта масштаба. 

Техника изготовления начинается с нанесения медной пленки на многоразовую подложку, например такую как алюминиевая фольга. Следующий этап это напыление нескольких полимерных слоев на уже подготовленную медную пленку. Преимуществом стало то, что все это можно сделать практически в любом размере партии. 

«Комбинированная производственная стратегия, которую мы сейчас усовершенствовали в нашей лаборатории, меняет правила игры», — сказал Городецкий. — Мы работаем с адаптивными материалами и системами, вдохновленными головоногими, в течение многих лет, но ранее мы могли изготовить их только на относительно небольших участках. Теперь, наконец, есть путь к тому, чтобы изготавливать этот материал рулон за рулоном на заводе».

Изобретение будет легко работать в окружающей среде благодаря своей экологической устойчивости, сказал ведущий автор Мохсин Бадшах, бывший постдокторант UCI в области химической и биомолекулярной инженерии.

«Составной материал может быть переработан путем удаления меди уксусом и использования установленных коммерческих методов для перепрофилирования оставшегося растяжимого полимера», — сказал он.

Материал уже прошел первые испытания и продемонстрировал хорошие результаты. Пленка действительно имеет теплоизоляционные характеристики и высокую износостойкость даже после многократных механических нагрузок.