受变色章鱼皮肤启发的电子伪装斗篷

受变色章鱼皮肤启发的电子伪装斗篷

章鱼在躲避捕食者时,拥有最酷的进化适应能力之一;在几毫秒的时间内,它的皮肤可以改变颜色和不透明度以融入周围环境,使该生物几乎隐形。

这种伪装技巧是所有头足类动物(包括鱿鱼和乌贼)共有的特性,但现在人类也开始加入这种变色行动。

休斯敦大学和伊利诺伊大学香槟分校的研究人员团队发明了一种人造皮肤,这种皮肤可以感知光线照射到皮肤上的情况,然后相应地改变颜色。根据光线照射的位置,皮肤可以选择性地从黑色变为白色。观看下面的视频,了解这个过程:

该设计大致基于头足类动物的皮肤,头足类动物的皮肤由一种特殊的色素细胞组成,这种色素细胞由一组肌肉控制,这些肌肉可以改变色素细胞的颜色并形成不同的图案。人们还认为,一种名为视蛋白的光敏分子可以帮助头足类动物利用皮肤“看”光,从而触发它们复杂的适应性。

这种新型人造材料在《国家科学院院刊》上进行了详细介绍,它在某种程度上模仿了这种生物过程。薄片的顶层由热敏染料制成,这种染料在室温下呈黑色,在 116 华氏度时呈无色(类似于色素细胞的变色特性)。下面的第二层由许多反光银片组成,形成白色背景。第三层包含一个硅电路,负责控制薄片的温度。

第四层也是最后一层包含一组光感应光电探测器,其工作原理类似于头足类动物的视蛋白。这些探测器可以感知光线照射的时间和位置,并告诉电路在正确的位置加热。这一动作会导致顶层变成无色,反过来,白色背景就会透过来。

另一个有趣的趣闻是,这种分层薄片的厚度不到 200 微米,仅为人类头发的两倍,而且硅橡胶基底使其具有超强的柔韧性。

然而,头足类动物在伪装方面仍然占上风。章鱼和鱿鱼可以在一瞬间变成各种颜色,而这种新材料只能从黑色变为白色——而且,正如《国家科学院院刊》视频中看到的那样,改变颜色需要更长的时间。“这绝不是一个可部署的伪装系统,但它是一个很好的起点,”该项目的首席研究员之一约翰·罗杰斯告诉《国家地理》 。(罗杰斯还因创造瞬态电子学而闻名。)

当然,如果罗杰斯和他的团队对系统进行微调,使其适应更多颜色,这种伪装皮肤几乎可以让人消失,使其在许多军事应用中有用。或者,你知道,潜入霍格沃茨。

[PNAS、国家地理]

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