Os polvos são mestres do disfarce. Numa fração de segundo, essas criaturas marinhas podem transformar a aparência de sua pele para se camuflar perfeitamente em recifes de coral, rochas ou até no fundo arenoso do oceano. É como se tivessem um Photoshop biológico embutido, capaz de alterar cor, textura e até padrões tridimensionais da superfície corporal através de um sistema complexo de músculos e nervos. Agora, pesquisadores decidiram copiar essa proeza evolutiva, mas em versão sintética.

Eles criaram uma pele inteligente feita de hidrogel que pode mudar de aparência, textura e forma sob comando, esconder informações como um agente secreto e ainda fazer origami sozinha. Ah, e de bônus, conseguiram esconder a Mona Lisa dentro dela. Porque ciência também precisa de drama, aparentemente.

O dr. Hongtao Sun, professor-assistente de Engenharia Industrial e de Manufatura na Penn State, tendo se formado em Engenharia Mecânica, mas descobriu que nanomateriais são mais interessantes que qualquer hobby convencional. Basicamente, ele pega coisas microscópicas e faz com que se comportem de forma inteligente em escala humana… Ok, um pouco melhor, depois do que eu ando percebendo ao acompanhar o que andam postando em redes sociais.

O trabalho atual de Sun e seu pessoal se baseia em pesquisas anteriores sobre hidrogéis inteligentes impressos em 4D, os quais focavam em combinar propriedades mecânicas com transições programáveis de formas planas para tridimensionais. Na pesquisa atual, os estagiários do Sun (convenhamos, é assim que acontece) foram postos pra trabalhar e expandiram a abordagem usando impressão 4D codificada em halftone para integrar múltiplas funções em um único filme de hidrogel.

Este nome de processo para lá de pedante esconde um conceito elegante: em vez de apenas imprimir um material estático, os pesquisadores imprimem instruções digitais diretamente no hidrogel, criando uma pele sintética programável. Para quem não está familiarizado, hidrogéis são materiais macios e ricos em água, parecidos com aquele gel transparente das lentes de contato ou dos curativos modernos, só que muito mais sofisticados e programáveis.

A técnica funciona convertendo dados de imagens ou texturas em binário e incorporando essa informação no próprio hidrogel através de padrões de pontos, similar ao sistema usado em jornais antigos. Esses padrões determinam como diferentes regiões do material reagem a estímulos externos. Algumas áreas podem inchar, encolher ou amolecer mais que outras quando expostas a mudanças de temperatura, líquidos ou forças mecânicas.

É literalmente imprimir instruções dentro da matéria, um manual de operações microscópico que diz ao gel como se comportar quando algo muda ao seu redor. O material pode esconder imagens que só aparecem quando mergulhado em água gelada, revelar padrões secretos quando aquecido ou transformar-se de uma folha plana em estruturas tridimensionais complexas, tudo isso sem precisar empilhar múltiplas camadas.

Para demonstrar o potencial criptográfico da pele sintética, a equipe codificou uma imagem da Mona Lisa no filme de hidrogel. Quando lavado com etanol, o material ficava transparente e não mostrava nenhuma imagem visível. O retrato oculto só se tornava claro depois que o filme era mergulhado em água gelada ou gradualmente aquecido. Além da revelação visual, padrões escondidos podem ser detectados esticando gentilmente o material e analisando como ele se deforma. Isso adiciona uma camada extra de segurança: a informação pode ser revelada não apenas visualmente, mas também através de interação mecânica.

A pele sintética também demonstrou flexibilidade notável ao mudar de uma folha plana para formas complexas inspiradas em biologia. Diferentemente de muitos materiais que exigem múltiplas camadas, essa transformação é controlada inteiramente pelos padrões impressos digitalmente dentro de uma única folha.

As aplicações potenciais são vastas: sistemas responsivos a estímulos, engenharia biomimética, tecnologias avançadas de criptografia, dispositivos biomédicos e robótica suave. Materiais que podem simultaneamente camuflar-se, proteger informações sensíveis e adaptar sua forma têm implicações que vão desde aplicações militares até displays eletrônicos futuristas, passando por implantes médicos que se ajustam ao corpo. Qualquer dia, quem sabe, um dia, talvez, vai que…, esteja disponível em cada casa.

A pesquisa foi publicada no periódico Nature Communications.