PhoCromeleon è un inchiostro riprogrammabile capace di assumere qualunque colore come fosse un camaleonte.
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| Credit: MIT CSAIL HCI Engineering Group |
Non ci vuole molta immaginazione per ipotizzare che questa novità venga dai geniacci del MIT impegnati anche nello sviluppo della intelligenza artificiale e dei mini-droni (vedi gli articoli sulle robo-api).
Detto in parole semplici PhoCromeleon (Photo-Cromeleon il nome intero) è una miscela CYB (cioè i tre colori ciano, magenta e giallo, usati in molte stampanti) che può essere spruzzata o verniciata sulla superficie di un determinato oggetto.
Il colore finale dipenderà dall'illuminazione con luce ultravioletta (che causa l'attivazione e la comparsa del colore) e da una modulazione operata dalla luce visibile (che induce la disattivazione). Nelle prossime righe risulterà chiaro che è la luce visibile il vero modulatore cromatico, capace di disattivare in modo selettivo e con diversa potenza i cromofori.
Andiamo per gradi.
Quando la miscela viene attivata mediante luce UV (con il risultato di saturare tutti e 3 i colori), il risultato sarà un nero (vedere l'immagine sotto, a destra).
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| A sinistra l'effetto della luce UV sul cromoforo (di base sono trasparenti) Credit: MIT CSAIL HCI Engineering Group |
Per ottenere colori diversi dal nero, è sufficiente disattivare uno o più canali di colore sfruttando la diversa assorbanza dei tre alle varie lunghezze d'onda.
Sempre guardando il cerchio cromatico della figura sopra è facile prevedere il colore risultante disattivando (totalmente o parzialmente) uno o più cromofori. Ad esempio disattivando il ciano il risultato sarà il rosso, dato dal giallo e dal magenta.
Facciamo un passo avanti e vediamo come modulare in modo mirato il risultato cromatico agendo su una miscela completa dei 3 cromofori. Per capirlo teniamo a mente il grafico sottostante in cui le linee continue sono le curve di assorbimento di ciascun cromoforo che qui coincidono con il loro profilo di disattivazione (massima assorbanza uguale massima disattivazione); le linee tratteggiate indicano la luce incidente ad una particolare lunghezza d'onda che coincide con il profilo di disattivazione.
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| Il picco di assorbimento di ciascun colorante fotocromatico è a lunghezze d'onda diverse. Per dirla semplice, la linea tratteggiata indica la luce incidente capace di disattivare il cromoforo. Credit: MIT CSAIL HCI Engineering Group |
Per disattivare singolarmente ciascun cromoforo si sfrutta il fatto che il picco di disattivazione (ovvero il picco di assorbimento) ha una lunghezza d'onda diversa. Grazie al fatto che tutte le lunghezze d'onda di disattivazione sono all'interno dello spettro del visibile (390 - 790 nm), per ottenere il profilo voluto sarà sufficiente usare i LED RGB di un normale proiettore.
In altre parole per disattivare un fotocromo specifico, basterà usare la componente R, G o B e il risultato sarà la riduzione della saturazione di quel particolare canale cromatico:
- La luce blu brillante disattiverà il giallo,
- la luce verde disattiverà il magenta
- la luce rossa disattiverà il ciano.
Naturalmente è possibile ottenere colori intermedi di diversi livelli di saturazione disattivando solo parzialmente ciascun canale.
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| La procedura: una volta preparata la miscela si dipinge (o spruzza) sull'oggetto designato. L'utilizzo combinato di lampada UV e di un proiettore LED permette di ottenere l'effetto cromatico voluto. Credit: MIT CSAIL HCI Engineering Group |
Il dato più interessante è che questo processo è reversibile e può essere ripetuto un numero indefinito di volte.
Per ottenere il risultato finale sono necessari dai 15 ai 40 minuti
Di seguito un video indicativo del risultato.
Credit video: MIT CSAIL HCI Engineering Group
Fonte
- Photo-Chromeleon: Re-Programmable Multi-Color Textures Using Photochromic Dyes
Yuhua Lin et al, ACM Symposium (10/2019)
- Laboratory web site
Yuhua Lin et al, ACM Symposium (10/2019)
- Laboratory web site
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