Prawda

Piątek, 29 marca 2024 - 07:21

« Poprzedni Następny »


Zmieniająca kolor płachta zainspirowana skórą ośmiornicy


Ed Yong 2014-09-08


Najbardziej zdumiewające skóry na świecie można znaleźć w morzu, okrywają ciała ośmiornic, kałamarnic i mątw. Te zwierzęta, znane jako głowonogi, potrafią nagle zmienić barwę, kształt i fakturę swoich skór – obejrzyjcie „kamień” na powyższym wideo, który nagle ujawnia swoją prawdziwą naturę. Ich kamuflaż jest także adaptacyjny. W odróżnieniu od, na przykład, patyczaka lub szkaradnicy, które są ograniczone do jednego kostiumu, zmienna skóra ośmiornicy pozwala jej na naśladowanie wielu różnych rodzajów tła. Widzi i staje się tym co widzi.

 

Żadna technologia stworzona przez człowieka nie zbliża się nawet do tego. Ale jedna przynajmniej posuwa się we właściwym kierunku.


Zespół naukowców pod kierownictwem Cunjiang Yu z University of Houston i Johna Rogersa z University of Illinois at Urbana–Champaign skonstruował elastyczną, pikselizowaną płachtę, która potrafi wykrywać padające na nią światło i zmieniać wzór zgodnie z odebranymi sygnałami. Jak dotąd jej duże piksele potrafią zmienić się z czarnych w białe i odwrotnie. Jest to jeszcze bardzo dalekie od skóry ośmiornicy, ale ma niektóre z jej właściwości. Na przykład zmienia kolor automatycznie i stosunkowo szybko – nie dość szybko według standardów głowonogów, w przeciągu około jednej sekundy.


“W żadnym razie nie jest to jeszcze system kamuflażowy do wykorzystania, ale jest to dość dobry punkt wyjściowy” – mówi Rogers. Docelowo zespół pracuje nad stworzeniem adaptacyjnych płacht, które będzie można owinąć wokół różnych obiektów i zmienić ich wygląd. Można ich użyć na powierzchniach pojazdów wojskowych, które będą się same kamuflowały, lub ubrań, które będą zmieniały kolor zależnie od oświetlenia.


Skóra głowonogów ma trzy warstwy. Zewnętrzna składa się z komórek zwanych chromatoforami, które są woreczkami pigmentu, kontrolowanymi przez pierścień mięśni. Jeśli woreczek rozszerza się, produkuje piksel lub barwę; jeśli się kurczy, piksel chowa się. Te komórki odpowiadają za barwy czerwoną, pomarańczową, żółtą i czarną. Warstwa środkowa zawiera irydofory, komórki, które odzwierciedlają barwy w środowisku zwierzęcia – odpowiadają one za barwy niebieską i zieloną. Najniższa warstwa składa się z leukoforów, biernych komórek, które rozpraszają białe światło we wszystkich kierunkach i działają jako tło dla innych barw.


Skóra zawiera także światłoczułe cząsteczki zwane opsynami, bardzo podobne do tych, które znajdują się w naszej siatkówce. Nadal nie jest jasne, co one robią, ale można zgadywać, że pomagają głowonogom  “widzieć” skórą i szybko dostosowywać wzór bez potrzeby instrukcji z mózgu.


Projektując własny materiał zespół czerpał inspirację z tych skór. Ich dzieło składa się kratki kwadratów 16 na 16, a każdy kwadrat składa się z kilku warstw.

  • Górna zawiera światłoczułe barwniki, które odwracalnie zmieniają kolor z czarnego w temperaturze pokojowej do bezbarwnego w temperaturze 47 stopni Celsjusza i odwrotnie. Jest to odpowiednik chromatoforów ośmiornicy.
  • Następnie jest cienka warstwa srebra, która tworzy jaskrawe białe tło, podobnie jak leukofory.
  • Poniżej tego jest dioda, która ogrzewa znajdujący się powyżej barwnik i kontroluje jego kolor. Jest to odpowiednik mięśni, które kontrolują chromatofory.
  • Wreszcie jest warstwa czujników światła w jednym rogu, trochę jak opsyny w skórze głowonoga. Górne warstwy – barwniki i srebro – mają małe wycięcia w rogach, żeby czujniki światła miały nieprzesłonięty okno na otoczenie.
  • A całość znajduje się na elastycznej podstawie, którą można zginać bez złamania.

Tak więc czujniki światła wykrywają każde zmiany naświetlenia i mówią diodzie, żeby oświetliła panele i ogrzała je. To zamienia znajdujący się tam barwnik z czarnego na przezroczysty. Te piksele odbijają teraz światło od warstwy srebra, co powoduje, że wyglądają jak białe. Można to zobaczyć na wideo poniżej. Różne wzory świetlne świecą na materiał od dołu i reaguje on bardzo szybko.



“Istnieją analogie między warstwami w naszym systemie i skórą głowonoga, ale wszystkie rzeczywiste funkcje osiągamy w całkowicie inny sposób – mówi Rogers. – Wielowarstwowa architektura działa jednak naprawdę dobrze. Ewolucja doszła do tego samego wniosku”.


I dodaje: “Najbardziej fascynujące w tym jest, że to wszystko jest automatyczne, bez żadnego działania zewnętrznego użytkownika”.


Istnieją oczywiste militarne zastosowania takiego urządzenia i prace finansuje Biuro Badań Marynarki. Rogers zauważa jednak, że płachty są zaprojektowane do wyczuwania i adaptacji – niekoniecznie muszą wtopić się w tło. „Może być wiele zastosowań tego wynalazku w modzie i architekturze wnętrz – mówi. – Można stosować ten elastyczny materiał do każdej powierzchni i stworzyć coś, co reaguje na panujące w otoczeniu światło. Naszym celem jednak nie jest stworzenie adaptującej się tapety; pracujemy nad podstawami technologii”.


Oczywiście ten materiał musi zostać ulepszony. Ponieważ polega na cieple, by zmienić kolor, jest stosunkowo powolny, zużywa wiele energii i działa tylko w wąskim zakresie temperatur. Zespół użył jednak wrażliwego na ciepło barwnika, ponieważ było to łatwe i pozwoliło skupić się na pozostałych częściach systemu.


Teraz, kiedy mają już ramy, sądzą, że z łatwością mogą system ulepszyć. Zamiast składników podgrzewanych diodami mogą zastosować takie, które używają zmiennych pól elektrycznych. Mogą zastąpić barwniki innymi substancjami, które dają pełną gamę kolorów, a nie tylko biały i czarny. I powinni być w stanie z łatwością powiększyć płachtę – w końcu Rogers ma mnóstwo doświadczenia w budowaniu elastycznej elektroniki przy pomocy powszechnie używanych substancji, takich jak krzem, zamiast wymyślnych (i kosztownych) nowych materiałów.


Wątpi jednak, czy kiedykolwiek potrafi zrobić coś, co naprawdę dorównuje skórze głowonoga. „Jako inżynier patrzący na filmy z kałamarnicami, ośmiornicami i mątwami, po prostu rozumiesz, że nigdy nie zbliżysz się do tego poziomu wyrafinowania – mówi. – Próbowaliśmy wyabstrahować te same zasady i zrobić najlepiej, jak potrafimy, z tym, co mamy”


Czy ich sztuczna skóra ma jakieś przewagi nad tym, co potrafią ośmiornice lub mątwy?


“No cóż, działa na suchym lądzie” – mówi Rogers.


Źródło:
Yu, Li, Zhang, Huang, Malyrchuk, Wang, Shi, Gao, Su, Zhang, Xu, Hanlon, Huang & Rogers. 2014. Adaptive optoelectronic camouflage systems with designs inspired by cephalopod skins. PNAS http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1410494111


Adaptive colour changing sheet inspired by octopus skin

Not Exactly Rocket Science, 18 sierpnia 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Ed Yong 


Mieszka w Londynie i pracuje w Cancer Research UK. Jego blog „Not Exactly Rocket Science” jest próbą zainteresowania nauką szerszej rzeszy czytelników poprzez unikanie żargonu i przystępną prezentację.
Strona www autora


Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1470 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Po raz kolejny twierdzenie, że płeć nie jest binarna, ale bez żadnych nowych argumentów   Coyne   2024-03-29
Jak małpy człekokształtne (włącznie z ludźmi) straciły swoje ogony   Coyne   2024-03-26
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ideolodzy: dlaczego nauczanie genetyki musi mieć charakter społeczno-polityczny   Coyne   2024-03-19
Przepływ genów od neandertalczyków i denisowian do ludzi „współczesnych” i odwrotnie   Coyne   2024-03-14
Wejdź – skoro nalegasz   Tonhasca Júnior   2024-03-09
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Kolejna błędna próba skorygowania ewolucji   Coyne   2024-02-22
Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk