本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。
章魚及其頭足綱表親是當之無愧的偽裝大師。 章魚改變顏色、紋理和亮度的速度比你說“偽裝”還要快。
到目前為止,我們人類拙劣的模仿嘗試還相當粗糙。但一種引人注目的新型智慧材料可能正是我們迄今為止最接近的一步。
章魚用於視覺展示的主要工具是一種叫做色素細胞的細胞。這些充滿色素的小囊擴張和收縮,形成一系列顏色和圖案。章魚如何決定製作什麼顏色和圖案?最近的研究表明,章魚還可以透過皮膚中的光敏細胞(稱為視蛋白)來感知光,甚至可能是顏色。
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一種既能感知又能創造視覺變化的材料的想法對科學界(和軍方)非常有吸引力。著名的頭足類動物研究員羅傑·漢隆(Roger Hanlon),伍茲霍爾海洋生物實驗室的高階科學家,以及伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的材料科學與工程學教授約翰·羅傑斯(John Rogers)(其先前的工作包括柔性臨時紋身式電路),與一群國際研究人員合作,建立了一種可改變的、對熱和光敏感的畫素片,本週早些時候在《美國國家科學院院刊》上對此進行了描述。
這裡的顏色變化只有黑色和白色。但它透過使用研究人員稱之為“人工色素細胞”的物質來模擬章魚的皮膚,這些“人工色素細胞”使用熱敏染料。當溫度超過 47 攝氏度時,“細胞”就會變透明。在這些人造色素細胞下方是一層光敏層。表面上的小孔允許光線穿透到光感應部分。
研究人員指出,到目前為止,“可以實現不同的外觀,包括三角形、點陣,甚至隨機圖案”。雖然算不上是海洋般的偽裝選擇,但肯定比當前軍用裝備的標準靜態樹枝和泥漿圖案更復雜。
研究人員寫道,未來該技術的迭代版本可能能夠“包裹在固體物體上以調節其視覺外觀”。 這可能服務於“消費者、工業和軍事應用”。
幾年前,當我與萊斯大學從事奈米技術研究的同一問題的研究人員交談時,他們對這類讀寫材料的潛在用途感到興奮。他們建議可以使用能夠感知外部炎熱時可以偏轉熱量的服裝,可以提醒患者或醫生健康變化的內部感測器,甚至可以使用可以感知並報告房間裡有多少人的桌布。
當前的配置可以在一兩秒鐘內改變外觀。與章魚相比,這簡直是蝸牛般的速度。而且它仍然缺乏色彩。但幾乎所有技術都必須先學會爬行才能奔跑。或者游泳。
閱讀更多關於章魚荒謬的偽裝能力,請見《章魚!海洋中最神秘的生物》。
插圖由 Ivan Phillipsen 提供