Gurita mungkin memegang kunci kamuflase berteknologi tinggi

Apa yang bisa dipelajari militer dari gurita? Teknik kamuflase yang lebih efektif.

Gurita merupakan salah satu cephalopoda, salah satu kelas hewan laut yang dapat berubah warna dengan cepat dan cara persembunyiannya telah menginspirasi teknologi yang secara otomatis membaca lingkungannya dan beradaptasi untuk menirunya.

Sebuah studi ilmiah baru bertujuan untuk mengubah fiksi ilmiah menjadi kenyataan bagi Kantor Penelitian Angkatan Laut. Dan hal ini bisa mengarah pada bentuk kamuflase yang lebih canggih bagi militer.

Bahan berteknologi tinggi diciptakan oleh para peneliti di Universitas Houston, Universitas Illinois di Urbana-Champaign, Laboratorium Biologi Kelautan di Woods Hole, Mass., Universitas Northwestern dan Universitas Brown.

Tim tersebut mempublikasikan temuan mereka minggu ini di Proceedings of the National Academy of Sciences.

Bagaimana cara kerjanya?

Sistem kamuflase adaptif tim ini menggunakan bahan termokromatik untuk membaca lingkungan. Pada dasarnya, ia “melihat” warna dan menyesuaikannya agar serasi. Hanya dalam waktu satu hingga dua detik, material tersebut dapat bereaksi dan merespons perubahan pencahayaan di lingkungannya.

Prototipe ini bekerja dalam warna hitam dan putih dengan nuansa abu-abu di antaranya. Pada akhirnya, ini mungkin mencakup spektrum warna penuh. Saat ini, prototipe tersebut juga berukuran kurang dari satu inci persegi, namun dapat dengan mudah ditingkatkan ke ukuran yang lebih besar.

Lapisan atas teknologi kamuflase menggunakan pewarna yang sensitif terhadap suhu. Saat suhu rendah tampak hitam dan saat suhu panas tampak bening. Lapisan tipis sirkuit silikon mengontrol suhu pewarna dari bawah. Kedua lapisan ini berada di atas fondasi karet silikon transparan.

Sudut-sudut lapisan ini memiliki lubang-lubang kecil yang memungkinkan cahaya masuk. Ketiga lapisan tersebut fleksibel dan ketebalannya kurang dari lebar dua helai rambut manusia. Lapisan-lapisan ini berada di dasar fotodetektor penginderaan cahaya. Ketika cahaya mencapai fotoreseptor, mereka memproses berapa banyak penyesuaian warna yang diperlukan dan memulai perubahan warna agar sesuai dengan lingkungan.

Dengan semua lapisan bekerja bersama, material itu sendiri dapat berubah agar sesuai dengan warna latar belakangnya agar dapat menyatu.

Bagaimana teknologi ini diterapkan?

Kulit perangkat ini tipis dan fleksibel. Ketika lembaran tipis ini dililitkan pada suatu benda padat, maka benda tersebut akan memiliki kemampuan untuk menyesuaikan tampilan visual di sekitarnya – seperti gurita.

Meskipun aplikasi yang paling berharga adalah untuk industri pertahanan dan militer, namun juga dapat digunakan untuk aplikasi konsumen seperti barang elektronik dan mainan yang dapat dikenakan.

Perlombaan untuk tembus pandang

Gaib, sebuah kemampuan yang ingin dimiliki oleh warga sipil dan militer, telah lama hanya mungkin ada di buku dan film. Namun kamuflase sangat penting dalam operasi militer dan peningkatan kamuflase sangat penting untuk menyelamatkan lebih banyak nyawa di medan perang.

Perlombaan untuk mengembangkan material yang dapat dikonfigurasi ulang sebagai respons terhadap sinyal eksternal sangatlah ketat. Dan banyak tim, seperti tim ini, yang meminjam desain dari alam sebagai solusi terhadap “tak terlihat”.

Alam telah berhasil memecahkan kamuflase adaptif, sehingga para peneliti yang cerdik telah merekayasa balik sistem yang ditemukan pada berbagai makhluk untuk diterapkan pada manusia. Cephalopoda mampu melakukan kamuflase aktif hingga tingkat yang sangat canggih. Penelitian kamuflase pada cephalopoda baru-baru ini menghasilkan beberapa kemajuan penting lainnya.

cumi

Tahun lalu, kamuflase infark biomimetik baru diciptakan dari cephalopoda lain, yaitu cumi-cumi. Penelitian yang dilakukan oleh tim di University of California Irvine ini terinspirasi dari Loliginidae yang lebih dikenal dengan sebutan cumi.

Tim tersebut menghasilkan protein struktural yang disebut reflektin yang merupakan kunci kemampuan cumi-cumi untuk mengubah warna dan memantulkan cahaya.

Untuk meniru kulit cumi-cumi, mereka menggunakan bakteri umum untuk membuat film tipis yang aktif secara optik. Mereka telah memperoleh versi kulit kamuflase cumi-cumi yang dapat menghilang dan muncul kembali jika dilihat dengan teknologi inframerah yang banyak digunakan oleh militer.

Cumi-cumi

Disebut “bunglon laut”, cumi-cumi ini juga merupakan cephalopoda seperti gurita dan cumi-cumi. Ia menyatu dengan lingkungannya dan menghindari predator, dengan cepat mengadaptasi pola dan warna kulitnya.

Awal tahun ini, para peneliti di Universitas Harvard dan Laboratorium Biologi Kelautan membuat terobosan dalam memahami perangkat fotonik skala nano alami cumi-cumi.

Telah dipahami bahwa organ berpigmen yang disebut kromatofor memungkinkannya mengubah penampilannya sebagai respons terhadap isyarat visual. Namun hingga adanya penelitian baru ini, hal tersebut belum sepenuhnya dipahami ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​​​​ Di atas.

Selain kromofor, cumi-cumi menggunakan tumpukan dua komponen optik lainnya untuk mencocokkan warnanya dengan lingkungannya. Leucophore adalah penghambur cahaya yang sangat canggih yang memantulkan cahaya secara seragam di seluruh spektrum tampak, sedangkan iridophore, dengan lapisan film tipisnya, bertindak sebagai reflektor.

Bersama-sama, hal ini memungkinkan kulit cumi-cumi secara selektif menyerap atau memantulkan cahaya dengan warna berbeda. Diharapkan bahwa peningkatan pengetahuan tentang bagaimana makhluk laut kecil berkamuflase secara efektif akan menghasilkan kamuflase yang lebih canggih bagi para pejuang perang.