如何实现与环境融为一体的变色呢?自然界的变色龙是靠调节皮肤表面的纳米晶体结构,通过改变对光的反射特性而变色的,而不是靠色素细胞变色。最近,中国科学家巧妙利用金纳米颗粒上沉积或去沉积不同厚度的银膜,来调控金属局域表面等离激元的性质,从而实现“实时”反射不同波长光的目的,即实现变色。变色龙能够迅速改变自己的肤色,用来伪装自己或与他人交流。
长久以来,世界各地的科学家都想模拟出它们的皮肤,让人们也能拥有变色套装,从而有效地隐形。如今,中国科学家研制出一款机械变色龙,它能够借助皮肤上的金银凸块进行颜色变换,颜色范围几乎达可见光谱的所有色调。该研究发表在上个月的《ACS Nano》上。这个研究成果是由中山大学楚盛和武汉大学王国平两个团队合作完成。他们3D打印了一只塑料变色龙,并覆盖上正方形的电子“鳞片”。
每一片“鳞片”表面都有一层薄薄的玻璃膜,下方覆盖着铟锡氧化物——这是一种透明导体,常用于触屏、视频显示器、太阳能电池中,它能够帮助“鳞片”产生电场。这些“鳞片”的玻璃膜上有一排排微小的洞,研究人员在这些洞里面灌入金色凸块,再覆盖上一层含凝胶的银。当电场在“鳞片”之间流动时,根据电的具体极性,它要么会使银沉淀在金凸块里、要么会将银从金凸块中移除。
然后,研究人员能够通过改变金银凸块的形状和大小,轻易地将鳞片颜色转变为可见光谱中的任何色调。为了测试研究成果,研究人员将简单的颜色传感器放置在机械变色龙的两只眼睛里,帮助它感知周围环境的颜色。结果发现,其鳞片能够迅速自动转变颜色,融入周围环境。之前,人造变色龙皮肤的典型研究都是通过彩色墨水在弹力皮肤上的移动,以模拟另一些能改变颜色的动物(乌贼、章鱼、墨鱼)。
王国平表示,他们团队的新装置速度更快、能产生更多颜色。研究人员表示,这些人造变色龙鳞片将来可以被焊接到弹性背衬中,为军队士兵制造变色伪装。这种装置的确切名称为“等离子体激元细胞”,它还可以用于低功率的彩色电子纸和电子显示屏中。不过,对于播放视频来说,它的速度可能还太慢了。