本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。
章鱼及其头足纲表亲是当之无愧的伪装大师。 章鱼改变颜色、纹理和亮度的速度比你说“伪装”还要快。
到目前为止,我们人类拙劣的模仿尝试还相当粗糙。但一种引人注目的新型智能材料可能正是我们迄今为止最接近的一步。
章鱼用于视觉展示的主要工具是一种叫做色素细胞的细胞。这些充满色素的小囊扩张和收缩,形成一系列颜色和图案。章鱼如何决定制作什么颜色和图案?最近的研究表明,章鱼还可以通过皮肤中的光敏细胞(称为视蛋白)来感知光,甚至可能是颜色。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
一种既能感知又能创造视觉变化的材料的想法对科学界(和军方)非常有吸引力。著名的头足类动物研究员罗杰·汉隆(Roger Hanlon),伍兹霍尔海洋生物实验室的高级科学家,以及伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的材料科学与工程学教授约翰·罗杰斯(John Rogers)(其先前的工作包括柔性临时纹身式电路),与一群国际研究人员合作,创建了一种可改变的、对热和光敏感的像素片,本周早些时候在《美国国家科学院院刊》上对此进行了描述。
这里的颜色变化只有黑色和白色。但它通过使用研究人员称之为“人工色素细胞”的物质来模拟章鱼的皮肤,这些“人工色素细胞”使用热敏染料。当温度超过 47 摄氏度时,“细胞”就会变透明。在这些人造色素细胞下方是一层光敏层。表面上的小孔允许光线穿透到光感应部分。
研究人员指出,到目前为止,“可以实现不同的外观,包括三角形、点阵,甚至随机图案”。虽然算不上是海洋般的伪装选择,但肯定比当前军用装备的标准静态树枝和泥浆图案更复杂。
研究人员写道,未来该技术的迭代版本可能能够“包裹在固体物体上以调节其视觉外观”。 这可能服务于“消费者、工业和军事应用”。
几年前,当我与莱斯大学从事纳米技术研究的同一问题的研究人员交谈时,他们对这类读写材料的潜在用途感到兴奋。他们建议可以使用能够感知外部炎热时可以偏转热量的服装,可以提醒患者或医生健康变化的内部传感器,甚至可以使用可以感知并报告房间里有多少人的壁纸。
当前的配置可以在一两秒钟内改变外观。与章鱼相比,这简直是蜗牛般的速度。而且它仍然缺乏色彩。但几乎所有技术都必须先学会爬行才能奔跑。或者游泳。
阅读更多关于章鱼荒谬的伪装能力,请见《章鱼!海洋中最神秘的生物》。
插图由 Ivan Phillipsen 提供