Гибкий материал имитирует кожу осьминога, меняя цвет и текстуру

Исследователи из Стэнфордского университета создали гибкий материал, способный быстро менять текстуру поверхности и цвета. Эта технология, вдохновлённая способностями осьминогов и каракатиц, может найти применение в маскировке, робототехнике, носимых устройствах и биоинженерии.

Изменение цветовых узоров в образце мягкой фотонной кожи. Автор: Сиддхарт Доси.

В статье, опубликованной в журнале Nature, учёные описали метод, позволяющий материалу набухать, формируя различные текстуры и цвета с разрешением тоньше человеческого волоса, всего за несколько секунд.

«Эти животные могут физически менять своё тело почти на микронном уровне, и теперь мы можем динамически контролировать топографию материала — и связанные с ней визуальные свойства — в том же масштабе», — сказал Сиддхарт Доси, докторант и ведущий автор исследования.

Ключом к технологии стало использование электронно-лучевой литографии (применяемой в производстве полупроводников) на полимерной плёнке, которая набухает при поглощении воды. Учёные обнаружили, что электронный луч меняет впитывающую способность полимера, что позволяет создавать детализированные узоры, проявляющиеся при увлажнении.

Исследователи продемонстрировали высокую точность метода, создав наномасштабную реплику скалы Эль-Капитан в Йосемити. В сухом состоянии плёнка остаётся плоской, но при добавлении воды рельеф проявляется. Также удалось управлять светорассеянием, получая поверхности от глянцевых до матовых, и создавать сложные переключаемые цветовые узоры.

«Вводя мягкие материалы, которые могут расширяться, сжиматься и менять форму, мы открываем совершенно новый инструментарий в мире оптики для управления тем, как вещи выглядят», — отметил профессор Марк Бронгерсма, соавтор работы.

Объединив несколько плёнок в многослойное устройство, учёные смогли независимо управлять цветом и текстурой одновременно, приблизившись к эффективности маскировки осьминога. В будущем команда планирует интегрировать систему компьютерного зрения и нейросети для автоматической подстройки материала под фон в реальном времени.

Помимо камуфляжа, технология может использоваться для управления трением в микророботах, влияния на поведение клеток в биоинженерии, а также в качестве художественного медиума.

Больше информации: Mark Brongersma, Soft photonic skins with dynamic texture and color control, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09948-2

Источник: Stanford University