Đối với bạch tuộc và mực nang, hành động biến đổi màu da và hoa văn ngay tức thì để biến mất vào trong môi trường chỉ là một phần khả năng ngụy trang của chúng. Các loài vật này còn có thể nhanh chóng biến hình lớp da của chúng thành bề mặt kết cấu 3D, tạo cho chúng đường nét gồ ghề giống như cỏ biển, san hô hoặc các vật thể khác để ngụy trang.
Các kỹ sư tại trường Đại học Cornell và Phòng thí nghiệm sinh học biển (MBL) đã phát minh ra bề mặt co giãn có thể thay đổi kết cấu 3D lập trình, một loại da tổng hợp có khả năng ngụy trang giống như ở loài bạch tuộc và mực nang. Vật liệu mới hoạt động bằng khí nén, mô phỏng các bướu 3D hay nhú mà các động vật thân mềm phát triển trong vòng 1/5 giây để ngụy trang và sau đó co lại để bơi đi mà không gây áp lực thủy động.
Roger Hanlon, chuyên gia hàng đầu nghiên cứu về khả năng ngụy trang của động vật thân mềm và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Rất nhiều động vật có nhú, nhưng lại không thể kéo dài và rút ngắn các nhú ngay tức thì như bạch tuộc và mực nang. Đây là những loài nhuyễn thể không vỏ, có khả năng tự vệ là nhờ biến đổi lớp da“. Các nhú là các cấu trúc sinh học bao gồm cơ không xương (như lưỡi người). Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Brown là những người đầu tiên mô tả chi tiết cấu trúc, chức năng và các cơ chế sinh học của các nhú 3D có khả năng biến hình.
Theo Hanlon, cá mực châu Âu có ít nhất chín bộ nhú được kiểm soát độc lập bởi não. Mỗi nhú đều biến đổi từ bề mặt phẳng 2D sang nhiều hình dạng khác nhau cho đến khi thành dạng cuối cùng, có thể là hình nón hay ba thùy hoặc một trong số hàng chục hình dạng khác. Đột phá trong nghiên cứu mới là phát triển được các nhóm mô tổng hợp, cho phép vật liệu 2D co giãn có khả năng được lập trình để vừa mở rộng và vừa co lại thành các hình dạng 3D mục tiêu.
James Pikul, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: “Các kỹ sư đã đưa ra nhiều phương thức tinh vi để kiểm soát hình dạng của các vật liệu mềm và co giãn, nhưng chúng tôi muốn làm điều đó một cách đơn giản, nhanh chóng, mạnh mẽ và dễ kiểm soát. Chúng tôi đã bị thu hút bởi cách các động vật thân mềm thay đổi thành công kết cấu da, do đó, chúng tôi đã nghiên cứu và lấy cảm hứng từ các cơ cho phép động vật thân mềm kiểm soát cấu trúc của chúng và áp dụng các ý tưởng này cho phương thức kiểm soát hình dạng của vật liệu mềm, co giãn“.
Hanlon cho rằng đây là một ví dụ điển hình về kỹ thuật phỏng sinh học với nhiều ứng dụng tiềm năng. Ví dụ, vật liệu có thể được biến đổi hình dạng theo cách có kiểm soát để phản xạ ánh sáng trong không gian 2D và hấp thụ ánh sáng dưới dạng 3D. Hiện tượng này có thể được sử dụng trong những tình huống cần điều chỉnh nhiệt độ của vật liệu.
Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Science vào ngày 13/10/2017.
N.P.D (NASATI), theo https://www.sciencedaily.com/releases/171012143313.htm