模仿變色龍的原理 ， 中國科學院深圳先進技術(shù)研究院的杜學敏團隊研制出了能通過顏色變化進而實現(xiàn)與環(huán)境交互 ， 同時還能運動的軟體爬行機器人 。 該研究成果近日在線發(fā)表于國際頂級學術(shù)期刊《細胞》（Cell）姊妹刊Matter上 。
杜學敏介紹 ， 變色龍之所以能夠改變皮膚顏色源于其身上的結(jié)構(gòu)色 。 “變色龍的皮膚中存在一個個規(guī)整排列的納米顆粒 ， 當皮膚舒張或收縮時 ， 納米顆粒的間距會發(fā)生改變 ， 進而會改變光的反射效果 ， 最終呈現(xiàn)出肉眼可見的顏色變化 ， 這種由于微納結(jié)構(gòu)與光相互作用產(chǎn)生的顏色就是所謂的結(jié)構(gòu)色 。 ”
受此啟發(fā) ， 杜學敏團隊以周期性排布的納米顆粒為模板 ， 注入特殊材料并固化后 ， 獲得具有周期性納米孔洞結(jié)構(gòu)的變色薄膜 。 “薄膜中填充溶劑蒸汽 ， 一方面能夠使納米孔洞迅速膨脹 ， 從而改變間距 。 另一方 ， 也能改變材料的折射率 ， 從而實現(xiàn)顏色的快速改變 。 ”杜學敏說道 。
據(jù)介紹 ， 該薄膜在溶劑氛圍中的顏色變化速度可快至0.2秒 ， 并且通過調(diào)控薄膜暴露在溶劑蒸氣中的時間長短 ， 實現(xiàn)不同的顏色變化 。 此外 ， 該薄膜還能響應(yīng)不同的溶劑 ， 在乙醇、丙酮、氯仿等溶劑蒸汽中產(chǎn)生相應(yīng)的顏色變化 ， 這種通過特定化學或生物分子等刺激實現(xiàn)變色的技術(shù) ， 未來有望應(yīng)用于身體健康檢查及環(huán)境污染監(jiān)測領(lǐng)域等 。
【仿變色龍軟體機器人問世】該研究的另一大突破在于快速變色的同時 ， 結(jié)合可控變形與可控運動的材料 ， 實現(xiàn)了仿變色龍的驅(qū)動 。 杜學敏介紹說 ， 該成果有望在傳感、通訊及機器人偽裝等方面實現(xiàn)應(yīng)用 。 （采訪人員劉傳書）
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