В природе мимикрия используется для выживания не только хамелеонами и арктическими зайцами, но и морскими организмами, главным представителем которых являются кальмары, осьминоги и каракатицы, владеющие искусством маскировки с древних времён.
Доцент Лейла Дерави из Норт-Истерн Юниверсити, специалист в области химии и химической биологии, возглавляет группу по разработке биоматериалов, изучающую механизмы адаптивной мимикрии головоногих и методы переноса природных принципов в новые технологические решения.
Результаты исследования, опубликованного в Journal of Materials Chemistry C, продемонстрировали, что кальмары используют специализированные органы, функционирующие как органические солнечные батареи, обеспечивая энергетическую поддержку для молниеносной смены окраски.
Ключевую роль в этом процессе играют хроматофоры – пигментные органы, содержащие мышечные волокна с нейронными окончаниями, позволяющие с точностью управлять наполнением пигментных мешочков; их действие дополняется иридофорами, добавляющими зеленые и синие тона к основным красным, желтым и коричневым оттенкам, что обеспечивает смену окраски за сотни миллисекунд. Дерави отметила: «Это безумно, как живой подводный организм способен так быстро воспринимать и распределять свет».
Новый взгляд на функцию хроматофоров обнаружил, что они не только окрашивают кожу, но и действуют как светочувствительные элементы, преобразующие окружающий свет в энергию для питания своей мимикрии.
Экспериментальная установка включала проводящее стекло, полупроводники, электролиты и пигментные наночастицы, извлечённые из хроматофоров кальмаров путем их диссекции. При моделировании солнечного света на проводящее стекло наблюдалось увеличение фототока с добавлением гранул, что подтвердило способность данных элементов преобразовывать свет в напряжение, достаточное для замыкания электрической цепи.
Полученные результаты открывают перспективы для создания носимых ультрафиолетовых датчиков, способствующих профилактике рака кожи, а также разработки безопасных для человека солнцезащитных средств, чему способствует стартап Seaspire. Концепция «живой цифровой кожи», вдохновленная способностью кальмаров к энергосберегающей мимикрии, может стать основой для будущего развития портативной электроники с минимальными затратами энергии и улучшенной адаптивностью к окружающей среде.
«Если думать о полностью носимых устройствах, необходимо сделать их максимально энергоэффективными для полной интеграции с окружающей средой. Мы стремимся раскрыть принципы, использованные организмами, и их связь с адаптацией, чтобы перенести эти принципы в технологии будущего», – подытожила свои исследования Лейла Дерави.
Изображение носит иллюстративный характер
Доцент Лейла Дерави из Норт-Истерн Юниверсити, специалист в области химии и химической биологии, возглавляет группу по разработке биоматериалов, изучающую механизмы адаптивной мимикрии головоногих и методы переноса природных принципов в новые технологические решения.
Результаты исследования, опубликованного в Journal of Materials Chemistry C, продемонстрировали, что кальмары используют специализированные органы, функционирующие как органические солнечные батареи, обеспечивая энергетическую поддержку для молниеносной смены окраски.
Ключевую роль в этом процессе играют хроматофоры – пигментные органы, содержащие мышечные волокна с нейронными окончаниями, позволяющие с точностью управлять наполнением пигментных мешочков; их действие дополняется иридофорами, добавляющими зеленые и синие тона к основным красным, желтым и коричневым оттенкам, что обеспечивает смену окраски за сотни миллисекунд. Дерави отметила: «Это безумно, как живой подводный организм способен так быстро воспринимать и распределять свет».
Новый взгляд на функцию хроматофоров обнаружил, что они не только окрашивают кожу, но и действуют как светочувствительные элементы, преобразующие окружающий свет в энергию для питания своей мимикрии.
Экспериментальная установка включала проводящее стекло, полупроводники, электролиты и пигментные наночастицы, извлечённые из хроматофоров кальмаров путем их диссекции. При моделировании солнечного света на проводящее стекло наблюдалось увеличение фототока с добавлением гранул, что подтвердило способность данных элементов преобразовывать свет в напряжение, достаточное для замыкания электрической цепи.
Полученные результаты открывают перспективы для создания носимых ультрафиолетовых датчиков, способствующих профилактике рака кожи, а также разработки безопасных для человека солнцезащитных средств, чему способствует стартап Seaspire. Концепция «живой цифровой кожи», вдохновленная способностью кальмаров к энергосберегающей мимикрии, может стать основой для будущего развития портативной электроники с минимальными затратами энергии и улучшенной адаптивностью к окружающей среде.
«Если думать о полностью носимых устройствах, необходимо сделать их максимально энергоэффективными для полной интеграции с окружающей средой. Мы стремимся раскрыть принципы, использованные организмами, и их связь с адаптацией, чтобы перенести эти принципы в технологии будущего», – подытожила свои исследования Лейла Дерави.