像章鱼一样“变装”的仿生质料（立异汇） - 河北冀冬风电开发有限公司

2026-03-03 23:44:09

本报记者李墨

“头足类动物能够通过调控皮肤的乳突(皮肤上可伸缩的细小突起)和色素细胞改变自身纹理和颜色，，，，，，，，这是它们实现惊人伪装能力的要害。。。。。”该论文的配合通讯作者、斯坦福大学博士生西达尔特·多希在接受本报记者采访时体现，，，，，，，，研究团队一直希望能在工程质料上复现这一精妙的自然机制。。。。。一次无意的发明让他们找到了突破口。。。。。“我们发明，，，，，，，，一块曾在扫描电子显微镜下视察过的PEDOT:PSS(一种导电聚合物)样品，，，，，，，，其被电子束照射的区域，，，，，，，，溶胀行为(指质料接触溶剂时因溶剂分子渗透而爆发的膨胀征象)与未照射区域截然差别。。。。。受到电子束照射的区域，，，，，，，，其结构变得紧致，，，，，，，，遇水后的膨胀能力被大大抑制；；；；；；；；而未照射的区域则能自由吸水大幅隆起。。。。。”多希说。。。。。

这一发明引发了研究团队的探索热情。。。。。在对证料的纹理控制上，，，，，，，，他们使用高精度的电子束光刻工具，，，，，，，，在聚合物薄膜上“微雕”出种种图案。。。。。当薄膜被浸入差别液体中时，，，，，，，，会爆发可逆的局部膨胀或缩短，，，，，，，，从而隐藏或显示预设的纹理图案。。。。。在颜色控制上，，，，，，，，则接纳了一种精巧的光学结构，，，，，，，，将薄膜夹在两个极薄的金属层之间，，，，，，，，使之组成一个“法布里—珀罗谐振腔”(一种光学谐振装置)。。。。。这一结构犹如给质料装上了细密的“调音器”，，，，，，，，可准确控制薄膜差别区域的溶胀水平，，，，，，，，改变器件对特定颜色光的反射率，，，，，，，，从而泛起差别的结构色。。。。。

更要害的立异在于对纹理与颜色的自力调控。。。。。“我们将‘纹理层’和‘色彩层’划分制备在超薄玻璃基板的两面，，，，，，，，通过向基板两侧自力导入差别溶剂，，，，，，，，便能对纹理和颜色举行实时、自力的调控。。。。。”多希先容，，，，，，，，这种设计就像为物体外貌装上了两套可以自力开关的系统，，，，，，，，一套控制“浮雕”，，，，，，，，一套控制“灯光”。。。。。

这种仿生质料的适用性事实怎样？？？？？实验批注，，，，，，，，其响应速率令人惊喜——完整的纹理和颜色切换可在短短20秒内完成，，，，，，，，并能遭受凌驾250次循环使用而性能不减。。。。。这种顺应性和耐久性可以促其运用于多种场景。。。。。好比，，，，，，，，在动态伪装方面，，，，，，，，这种质料不但能精准匹配配景颜色，，，，，，，，还能生动复刻配景的纹理质感，，，，，，，，从而抵达更深条理的视觉融合。。。。。在显示与交互领域，，，，，，，，它可用来创立能改变物体外貌质感的“实体像素”，，，，，，，，或开发新型防伪标签，，，，，，，，只需滴加特定液体，，，，，，，，标签背后隐藏的信息便会悄然浮现。。。。。“我们实质上是在调控光的颜色、反射和散射等基本属性。。。。。”多希体现，，，，，，，，该手艺还可用于控制修建物表皮对阳光的吸收与反射，，，，，，，，实现智能节能，，，，，，，，也可创作出能随情形或情绪转变的动态面料或艺术品。。。。。

不过，，，，，，，，从实验室走向现实，，，，，，，，这项手艺仍面临不少挑战。。。。。现在其驱动方法依赖液体浸泡，，，，，，，，在一定水平上限制了便携性与情形顺应性。。。。。“我们已发明电化学手段也能驱动类似薄膜爆发溶胀。。。。。”多希体现，，，，，，，，“未来若能实现全电子化控制，，，，，，，，将极大拓展应用场景。。。。。”别的，，，，，，，，现在制备工艺所需的电子束光刻手艺本钱高昂。。。。。研究团队正在探索更经济的制备要领，，，，，，，，如紫外光刻或大面积热加工手艺，，，，，，，，以期推动规模�；；；；；；；τ�。。。。。

北京大学工学院教授喻俊志体现，，，，，，，，这项手艺的焦点立异在于：一是通过电子束预先“编程”质料内部的溶胀差别，，，，，，，，让图案在溶剂情形转变中可控显示与隐藏；；；；；；；；二是接纳双层结构设计，，，，，，，，实现了“形变”与“变色”的自力调控。。。。。喻俊志以为，，，，，，，，“这种受头足类动物启发的外貌动态调控新要领，，，，，，，，不但为智能质料设计提供了新思绪，，，，，，，，还为仿生气械人的外观自顺应与伪装手艺开发了新途径。。。。。”

《人民日报》( 202河北冀冬风电开发有限公司6年03月02日 13 版)

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