http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2015-04-06
新浪科技讯 北京时间3月17日消息，据国外媒体报道，变色龙是自然界的伪装高手，能够改变体色，与周围环境融为一体。现在，美国加利福尼亚州大学的工程师研制出变色龙型人造皮肤，能够在将来的某一天用于军装，让士兵获得与变色龙一样的伪装能力。在设计上，这种薄薄的伪装材料只需要弯曲便可按要求改变颜色。
变色龙是自然界的伪装高手，能够改变体色，与周围环境融为一体。研究小组成员常瑞华教授指出：“研制出只需弯曲便可改变颜色的柔软变色龙型皮肤还是第一次。”
在设计上，这种薄薄的伪装材料只需要弯曲便可按要求改变颜色
研究人员表示这种新材料让研发全新的显示技术、变色伪装以及探测建筑、桥梁和飞机微小缺陷的传感器成为一种可能。变色龙型新材料由加州大学伯克利分校的工程师研制。研究小组成员常瑞华教授指出：“研制出只需弯曲便可改变颜色的柔软变色龙型皮肤还是第一次。”
研究过程中，工程师将尺寸不及光线波长的微小特征蚀刻到厚度只有头发直径千分之一的硅膜上。这些刻纹允许他们选择这种材料反射的颜色，具体取决于如何弯曲材料。当白谱光照射到颜料和织物时，我们便看到它们的颜色。每个表面的独特化学结构吸收不同波长的光线，无法吸收的光线被反射。波长较短的光线赋予物体蓝色，波长较长的光线赋予物体红色，彩色是多种波长光线结合的产物。
叶子在秋天时改变颜色是因为内部的化学构成发生变化。研究人员表示通过控制表面的微小特征，它们能够与特定波长的光线发生交互作用，反射这一波长的光线，进而改变这种材料的颜色。常瑞华教授指出这种“结构色”在自然界并不多见，一些蝴蝶和甲虫能够利用结构色形成绚烂的体色。
为了研发这种变色材料，研究小组在薄薄的硅层上蚀刻出一排排脊状结构，硅层与一层硅树脂结合在一起，以实现柔软可变形。脊状结构反射特定波长的光线，并不会形成完整的彩虹色。常瑞华教授表示通过调整脊状结构之间的空间，这种材料可以选择特定的颜色进行反射。这一发现让他们意识到只需让脊与脊之间的空间发生微小变化，便可实现变色。这种微小变化可以通过弯曲实现。
硅树脂是一种柔软可弯曲材料，弯曲之后脊与脊之间的空间发生变化。常瑞华教授指出：“如果你拥有一个带有高精确结构的表面，结构之间的空间能够与特定波长的光线发生交互作用，你便可以通过调整结构之间的空间改变这种交互作用。”
刊登在《Optica》杂志上的研究论文称这种材料易于制造，借助独特的表面结构反射特定颜色，反射率可达到83%。目前，工程师已经制造出一片变色龙型材料，面积1平方厘米。他们还需要进行更多研究，以便让这种材料用于布料生产。常瑞华教授说：“下一步是进行大规模生产，能够做到这一点的设施已经存在。我们希望将这种材料用于娱乐、安保和监视。”
变色龙型材料还可用于制作新型广告牌，汽车的主动伪装涂层以及用于探测桥梁、建筑或者机翼结构疲劳的传感器。照片展示了新奥尔良的新月城大桥
她指出这种变色龙型材料可用于制作新型广告牌，也可让车身实现主动伪装，通过改变颜色进一步与周围环境融为一体。此外，这种材料也可用于制造传感器，通过改变颜色揭示桥梁、建筑或者机翼关键部件的结构疲劳。常瑞华教授说：“在一层薄而柔软的表面实现特定光线的反射还是第一次。我觉得这太酷了。”（孝文）
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