撰文：CARRIE ARNOLD
变色龙能够依据周围环境改动皮肤色彩。一种新的“智能”皮肤能够依据光线改动色彩，其规划原理与变色龙安排的变色原理相同。
拍摄：PETER R. HOULIHAN，NAT GEO IMAGE COLLECTION
变色龙变色看起来很简单。转瞬之间，这些蜥蜴就能改动皮肤的色彩来恫吓捕食者，假装自己，或许寻觅伴侣。在试验室里，科学家们花了几十年的时刻企图解开变色龙变色的隐秘。经过多年的研讨，现在科学家们研宣布一种新的智能皮肤，当暴露在阳光下时，这种智能皮肤的色彩会发生改动。
“这是大天然一直在做的作业，咱们能够运用直射阳光来触发色彩改动，”艾莫利大学的生物工程师、近来发表于《美国化学会·纳米》的新论文的高档作者Khalid Salaita说。
这种资料可用于制作各式各样的东西，从迷彩服、涂料再到化学和环境传感器，不胜枚举。
东北大学的生物化学学者Leila Deravi没有参加这项研讨，他以为这种新式的智能皮肤现已克服了“工程师们面对的一个首要问题”，即在不改动聚合物体积的情况下引发色彩改动。
模仿变色龙
早在哈利·波特穿上隐形衣之前，各种动物就出于许多不同的原因改动本身的色彩。关于这种才能，爬虫类、霓虹灯鱼、蝴蝶以及章鱼和乌贼等头足类动物都独立进化了好几次。
这些动物的皮肤细胞含有很多集合在一起的细小晶体，又被称为光子晶体。与具有固定色彩的色素不同的是，这些晶体可依据其巨细、化学成分和摆放办法反射和散射光线，从而发明出不同的色彩。
在《天然通讯》2015年的一篇论文中，研讨者发现变色龙的皮肤细胞中含有鸟嘌呤晶体，其间分布着“规矩的”皮肤细胞。为了改动色彩，蜥蜴能够紧缩或曲折其含有晶体的细胞，从而使不同波长的光反射。与此一起，正常的皮肤细胞能够胀大或缩短来添补任何缝隙。
为了在试验室中研制变色智能皮肤，科学家们一般将光子晶体嵌入凝胶状聚合物中。这项新研讨的榜首作者、Salaita试验室的博士生Yixiao Dong主张发明一种两层水凝胶来调整这个配方，就像变色龙的皮肤相同。
“听起来像是一个完美的解决方案，”Salaita说。
在阳光下变色
研讨团队发明了一个小而薄的柔性结构，就像硅胶手镯相同，包括一层嵌入氧化铁和二氧化硅的光子晶体。在化学水平上，“就像是一个带沙壳的铁锈核，”Salaita说。另一层则含有无色聚合物。
接下来，他们将新研制的皮肤暴露在阳光和激光下。之前的智能皮肤一般运用高压电流触发，新办法明显不同。
在一项试验中，Dong将一张黄色皮肤制作成叶子形状。在曝露于阳光下五分钟后，这片叶子变成了绿色，与他从试验室外的一棵树上剪下的一些叶子融为一体，显示出这种智能皮肤的假装潜力。他运用一个鱼形聚合物进行了相似的色彩改动测验。Dong和Salaita随后用激光完结了更快速的色彩改动。
Deravi说：“这是一个运用光线改动色彩的聪明办法。”她称这项作业是杰出的初步，一起还表明智能皮肤投入商业运用还需求很长时刻。
最大的应战之一是怎么把智能皮肤做的足够大，从而用于服装、仪表板和其他人类用处。Salaita还指出，动物对本身的色彩改动有更好的控制才能，能比人类制作的资料发生更剧烈的改动。
新研制的智能皮肤还不能跟着周围环境的改动而改动色彩。头足类动物和变色龙可能是经过感知皮肤中的光线来做到这一点的，这需求很多的镜子和杂乱的光学体系来完结，Deravi弥补道。
“关于学术试验室来说，将研讨成果转化为实际国际的应用是一场继续不断的奋斗，”她说道，但她信任这是值得的。
究竟，进化现已花了数百万年的时刻来完善这些变色体系，所以对科学家来说，企图借用一些原理是有意义的。“这些聚合物能够制作成任何你想要的东西，”Salaita说。
（译者：流浪狗）
