Kameleonternas färgskiftande förmåga har länge förvirrat villiga observatörer. Filosofen Aristoteles själv var länge mystifierad av dessa adaptiva varelser. Men medan människor ännu inte kan kamouflera mycket utöver en grön outfit för att matcha gräs, döda föremål är en annan historia.

Ett team från MIT:s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) har fört oss närmare denna kameleontverklighet, genom ett nytt system som använder omprogrammerbart bläck för att låta objekt ändra färg när de utsätts för ultraviolett (UV) och synliga ljuskällor.

Döpt till "PhotoChromeleon, " Systemet använder en blandning av fotokroma färgämnen som kan sprayas eller målas på ytan av alla föremål för att ändra dess färg - en helt reversibel process som kan upprepas i det oändliga.

PhotoChromeleon kan användas för att anpassa allt från ett telefonfodral till en bil, eller skor som behöver en uppdatering. Färgen finns kvar, även när den används i naturliga miljöer.

"Denna speciella typ av färgämne kan möjliggöra en hel myriad av anpassningsalternativ som kan förbättra tillverkningseffektiviteten och minska det totala avfallet, " säger CSAIL postdoc Yuhua Jin, huvudförfattaren på ett nytt papper om projektet. "Användare kunde anpassa sina tillhörigheter och utseende dagligen, utan att behöva köpa samma föremål flera gånger i olika färger och stilar."

PhotoChromeleon bygger på lagets tidigare system, "ColorMod, " som använder en 3D-skrivare för att tillverka föremål som kan ändra färg. Frustrerad över några av begränsningarna i detta projekt, som litet färgschema och lågupplösta resultat, teamet bestämde sig för att undersöka potentiella uppdateringar.

Med ColorMod, varje pixel på ett objekt behövde skrivas ut, så upplösningen av varje liten liten ruta var något kornig. När det gäller färger, varje pixel i objektet kunde bara ha två tillstånd:transparent och sin egen färg. Så, ett blått färgämne kunde bara gå från blått till genomskinligt när det aktiveras, och ett gult färgämne kunde bara visa gult.

Men med PhotoChromeleons bläck, du kan skapa allt från ett zebramönster till ett svepande landskap till mångfärgade eldslågor, med en större mängd färger.

Teamet skapade bläcket genom att blanda cyan, magenta, och gula (CMY) fotokroma färgämnen till en enda spraybar lösning, eliminerar behovet av att noggrant 3D-skriva ut enskilda pixlar. Genom att förstå hur varje färgämne interagerar med olika våglängder, teamet kunde kontrollera varje färgkanal genom att aktivera och avaktivera med motsvarande ljuskällor.

Specifikt, de använde tre olika ljus med olika våglängder för att eliminera varje primärfärg separat. Till exempel, om du använder ett blått ljus, det skulle mestadels absorberas av det gula färgämnet och inaktiveras, och magenta och cyan skulle finnas kvar, resulterar i blått. Om du använder grönt ljus, magenta absorberar det mestadels och inaktiveras, och då skulle både gult och cyan bli kvar, resulterar i grönt.

Efter att ha belagt ett föremål med lösningen, användaren placerar helt enkelt föremålet i en låda med en projektor och UV-ljus. UV-ljuset mättar färgerna från transparent till full mättnad, och projektorn avmättar färgerna efter behov. När ljuset har aktiverat färgerna, det nya mönstret visas. Men om du inte är nöjd med designen, allt du behöver göra är att använda UV-ljuset för att radera det, och du kan börja om.

De utvecklade också ett användargränssnitt för att automatiskt bearbeta mönster och mönster som går på önskade föremål. Användaren kan ladda upp sin ritning, och programmet genererar kartläggningen av objektet innan ljuset gör sin magi.

Teamet testade systemet på en bilmodell, ett telefonfodral, en sko, och en liten (leksaks)kameleont. Beroende på objektets form och orientering, processen tog allt från 15 till 40 minuter, och mönstren hade alla höga upplösningar och kunde framgångsrikt raderas när så önskades.

"Genom att ge användare autonomi att individualisera sina föremål, otaliga resurser skulle kunna bevaras, och möjligheterna att kreativt förändra dina favoritägodelar är oändliga, " säger MIT-professor Stefanie Mueller.

Medan PhotoChromeleon öppnar upp ett mycket större färgomfång, inte alla färger var representerade i de fotokroma färgämnena. Till exempel, det fanns ingen bra match för magenta eller cyan, så laget var tvungen att uppskatta till närmaste färgämne. De planerar att utöka detta genom att samarbeta med materialforskare för att skapa förbättrade färgämnen.

"Vi tror införlivande av roman, multifotokromt bläck till traditionella material kan ge mervärde till Fords produkter genom att minska kostnaden och tiden som krävs för att tillverka bildelar, säger Alper Kiziltas, teknisk specialist på hållbara och framväxande material på Ford Motor Co. (Ford har arbetat med MIT om ColorMod 3-D-tekniken genom ett allianssamarbete.) "Detta bläck kan minska antalet steg som krävs för att producera en flerfärgsdel, eller förbättra färgens hållbarhet från väderpåverkan eller UV-nedbrytning. En dag, vi kanske till och med kan anpassa våra fordon på ett infall."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.