Nowy tusz reaguje na UV i światło widzialne. Laser może zmieniać kolory tatuażu bez ponownego używania igły.
Wyobraź sobie tatuaż, który rano jest niebieski, wieczorem czerwony, a następnego dnia prawie niewidoczny. Bez usuwania pigmentu, ponownego tatuowania i kolejnych godzin spędzonych pod igłą. Naukowcy stworzyli tusz, którego wygląd można zmieniać dzięki światła.
Technologia PhotoTat wykorzystuje mikroskopijne cząstki zawierające specjalne barwniki. Promieniowanie UV sprawia, iż kolory stają się widoczne, a odpowiednie światło może je ponownie wyłączyć. Co więcej, niewielki laser pozwala zmieniać poszczególne fragmenty wzoru. To jeszcze eksperyment, ale jego twórca przetestował już rozwiązanie na własnej skórze.
Tatuaż pojawia się w kilka sekund. Potem można go wyłączyć
Tradycyjny tatuaż ma jedną podstawową cechę, która dla jednych jest zaletą, a dla drugich w perspektywie czasie staje się ogromną wadą: jego wygląd jest zasadniczo trwały. Można go oczywiście zakryć innym wzorem, rozjaśnić laserem albo usunąć, ale żadna z tych operacji nie jest szczególnie prosta, a na pewno nie jest bezbolesna. Kolorowy rysunek wykonany teraz może wyglądać bardzo podobnie również za kilkanaście lat, niezależnie od tego, czy przez cały czas nam się podoba.
Inżynierowie z University of Colorado Boulder postanowili zmienić nie tyle sam sposób tatuowania, a adekwatności pigmentu pozostającego pod skórą. Opracowany przez nich PhotoTat reaguje na światło i może wielokrotnie przechodzić pomiędzy stanem kolorowym a niemal bezbarwnym.
Wystarczy oświetlić odpowiedni obszar promieniowaniem ultrafioletowym o długości fali 365 nm. Barwnik w ciągu kilku sekund zaczyna nabierać intensywnego koloru. Można uzyskać m.in. niebieski, purpurowy i żółty, a mieszanie tych trzech podstawowych kolorów pozwala stworzyć znacznie szerszą paletę.
Kolory nie pozostają jednak aktywne na zawsze. Stopniowo bledną, a intensywne światło widzialne pozwala przyspieszyć ten proces. W eksperymentach włączenie lub wyłączenie pigmentu odpowiednim oświetleniem zajmowało zaledwie 2-3 sekundy. Właśnie ta odwracalność jest największą różnicą wobec zwykłych tatuaży.
Laser pozwala rysować na już wytatuowanej skórze
Bezapelacyjne najbardziej efektowna część rozwiązania dotyczy możliwości zmieniania wzorów. Nie trzeba bowiem za każdym razem aktywować całego tatuażu. Można oświetlać wybrane obszary, tworząc nowe linie, kształty i przejścia kolorystyczne.
W opublikowanym niedawno badaniu naukowcy bardzo szczegółowo opisują pigmenty pozwalające selektywnie sterować poszczególnymi kolorami. Odpowiednia długość fali światła może wyłączyć jeden barwnik, pozostawiając pozostałe w stanie widocznym.
Zespół wykorzystał m.in niewielki projektor laserowy, aby tworzyć wielobarwne wzory na powierzchniach pokrytych mieszaniną tuszów PhotoTat. Technologię demonstrowano na modelach skóry, a także w eksperymentalnym zastosowaniu na człowieku.
Brzmi to trochę jak rysowanie na elektronicznym ekranie, ale mechanizm jest tak naprawdę zupełnie inny. Pod skórą nie znajdują się diody LED, przewody ani mikroskopijne wyświetlacze. Barwniki zmieniają swoją strukturę molekularną pod wpływem światła i w ten sposób zaczynają pochłaniać inne długości fal, co nasze oczy odbierają jako pojawienie się koloru.
Warto też wyjaśnić istotną rzecz: laser nie zastępuje igły przy wykonywaniu samego tatuażu. Pigment przez cały czas musi zostać wprowadzony do skóry. Dopiero późniejsze modyfikowanie jego widoczności może odbywać się bez kolejnego nakłuwania.
W środku znajdują się nanocząstki przypominające pleksiglas
Za nietypowymi adekwatnościami PhotoTat stoi przede wszystkim odpowiednio zaprojektowany materiał polimerowy. Naukowcy wykorzystali polimetakrylan metylu, czyli PMMA, dobrze znany między innymi jako tworzywo wykorzystywane do produkcji pleksiglasu.
Z tego materiału powstają maleńkie kapsułki o średnicach liczonych w setkach nanometrów. W ich wnętrzu umieszczono związki fotochromowe, czyli substancje zdolne do odwracalnej zmiany barwy pod wpływem określonego promieniowania.
Dzięki zamknięciu barwników wewnątrz polimerowych cząstek można przygotować zawiesinę nadającą się do tatuowania. Sama chemia opiera się na związkach z grupy diaryletenów, które mogą występować w dwóch formach o różnych adekwatnościach optycznych.
To szalenie istotne, ponieważ zwykły tatuaż jest widoczny dzięki stabilnym pigmentom zatrzymującym określone części światła. PhotoTat wykorzystuje natomiast cząsteczki, których zdolność pochłaniania światła można kontrolować.
Nie jest to zresztą pierwszy przykład próby zamiany skóry w coś więcej niż powierzchnię do ozdabiania. Niedawno opisywaliśmy tusz, który można nanieść na skórę pędzlem, tworząc kolorową elektrodę zdolną do rejestrowania pracy serca i mięśni. Tam rysunek pełnił funkcję czujnika, tutaj staje się wzorem, którego wygląd można wielokrotnie przeprogramowywać światłem.
Naukowiec zrobił eksperyment na własnej nodze
Carson Bruns, kierujący zespołem badawczym, nie ograniczył się jedynie do testów laboratoryjnych. Jako miłośnik tatuaży postanowił sprawdzić nowy materiał również na własnym ciele. Na jego nodze znajduje się wzór przypominający rybie łuski. Czarne kontury wykonano tradycyjnym tuszem, natomiast poszczególne pola wypełniono pigmentami PhotoTat. dzięki światła badacz może zmieniać ich kolory, tworząc różne kompozycje bez ponownego tatuowania.
Pierwsze eksperymentalne tatuaże wykonano jeszcze w latach 2024-2025. Według przedstawionych wyników fotochemiczne adekwatności barwników utrzymywały się w skórze choćby po około 2,2 roku, choć nie wszystkie kolory zachowywały się równie dobrze.
To naprawdę bardzo istotny wynik, ponieważ barwnik używany do tatuowania musi nie tylko reagować na światło tuż po wykonaniu wzoru, ale również przez długi czas pozostawać w skórze i wytrzymywać wielokrotne przełączanie. Z tym ostatnim naukowcy mają jednak jeszcze problemy, ponieważ niebieski pigment z czasem traci część umiejętności odwracalnej zmiany koloru, a jego barwa nie odpowiada idealnie cyjanowi potrzebnemu do swobodnego mieszania kolorów. To ogranicza zarówno trwałość, jak i paletę możliwych odcieni.
W tym przypadku słońce niestety może zniszczyć tatuaż
Możliwość ukrywania tatuażu w dowolnym momencie wygląda znakomicie, w praktyce jednak pojawia się jednak kłopot, którego trudno uniknąć: promieniowanie UV występuje również w naturalnym świetle słonecznym. Oznacza to, iż wzór dezaktywowany w pomieszczeniu może zacząć ponownie pojawiać się podczas pobytu na zewnątrz. Nie trzeba kierować w niego specjalnej lampy, o ile do pigmentu dociera odpowiednia ilość ultrafioletu.
Badacze sprawdzili, czy można ograniczyć ten efekt. W eksperymentach na modelach skóry ochronę zapewniał preparat przeciwsłoneczny z filtrem SPF 30, który ograniczał aktywację barwników. PhotoTat nie jest więc jeszcze idealnym rozwiązaniem pozwalającym całkowicie kontrolować widoczność tatuażu w każdych warunkach. Naukowcy muszą również poprawić adekwatności poszczególnych barwników i obniżyć koszt ich produkcji.
Dodatkową przeszkodą pozostaje bezpieczeństwo. Sam PMMA jest materiałem wykorzystywanym w różnych produktach medycznych, ale nie oznacza to automatycznie, iż każda zawierająca go mieszanina nadaje się do długotrwałego pozostawania pod skórą.
Na Spider’s Web opisywaliśmy już wcześniej badania pokazujące, jak zaskakujące substancje mogą znajdować się w tradycyjnych tuszach do tatuażu. Dlatego nowa technologia będzie musiała przejść dokładną ocenę toksykologiczną i dermatologiczną, zanim stanie się szeroko dostępna.
Warto przy tym jednak wyraźnie odróżnić PhotoTat od wcześniejszego, jednokolorowego Magic Ink tego samego zespołu. Magic Ink przebadano już pilotażowo na 11 ochotnikach i nie odnotowano w tej niewielkiej próbie działań niepożądanych. Wynik nie potwierdza jednak bezpieczeństwa nowych, wielokolorowych pigmentów.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
