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  在水母、魷魚和人類皮膚的啟發(fā)下，化學(xué)家創(chuàng)造出了能夠隨著環(huán)境變化而改變顏色和質(zhì)地的材料。

  魷魚和水母的皮膚與人類的皮膚有什么共同點(diǎn)？這三種材料都為一些化學(xué)家?guī)砹遂`感，使他們創(chuàng)造出能夠隨著環(huán)境變化而改變顏色和質(zhì)地的材料。這些材料能夠用來為秘密信息加密，制造抗反光表面，或是檢測環(huán)境濕度或產(chǎn)品損傷。


  研究人員在第252屆美國化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)（National Meeting & Exposition of the American Chemical Society）上展示了他們的研究成果。

  “我們的實(shí)驗(yàn)材料通過裂縫，折疊和褶皺來模擬皮膚的表面工程結(jié)構(gòu)，”該研究的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Luyi Sun博士表示，“這些新材料是獨(dú)一無二的，因?yàn)樗鼈兡茉诶旎蛘呤艹钡那闆r下改變顏色或透明度。”

  人類的手指在浸入水中一會(huì)兒后會(huì)起皺。但是Sun 的研究生 Songshan Zeng 表示，水母的皮膚也會(huì)起皺。他說，“當(dāng)它們受到驚嚇時(shí)，有一些水母的皮膚表面會(huì)起皺，變得不透明，這會(huì)嚇跑掠食者�！盳eng 在該項(xiàng)目中扮演主要角色。

  當(dāng)這種水母皮膚表面是平整的時(shí)候，它的顏色是透明的�！棒滛~受到驚嚇時(shí)的反應(yīng)更厲害：它的皮膚里的肌肉會(huì)收縮，使皮膚中的色素暴露出來成為偽裝�！�

  來自康涅狄格大學(xué)的 Sun 的團(tuán)隊(duì)和他們的合作者 Dianyun Zhang 博士研究了這三種皮膚的表面工程結(jié)構(gòu)是如何隨著環(huán)境的變化而改變自身的性質(zhì)的。

  研究人員將一層堅(jiān)硬的聚乙烯醇薄膜覆蓋在聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡膠基底上，用這種方式復(fù)制能夠發(fā)皺的表面。Sun 表示，“和手指的皮膚一樣，一旦薄膜受潮，它就會(huì)微微發(fā)脹產(chǎn)生褶皺�！�

  因?yàn)檫@種薄膜的發(fā)皺部分是不透明的，它能夠用來在薄膜受潮時(shí)形成圖案，比如字母。Sun 指出，他們是為數(shù)不多的研究潮濕導(dǎo)致起皺的機(jī)理的團(tuán)隊(duì)，他們研究的是褶皺的持續(xù)時(shí)間以及如何撫平褶皺的方法。

  薄膜中聚合物鏈?zhǔn)欠窠宦?lián)，以及交聯(lián)的程度決定了材料是否能重復(fù)起皺。從另一方面來說，如果薄膜并不是通過交聯(lián)形成的，那么濕度就能引起褶皺，此后會(huì)自然撫平，但這個(gè)過程不可重復(fù)。

  Zeng 表示，這種性質(zhì)可以用來制作閱后即消失的信息，007可能會(huì)喜歡。不過，如果薄膜是通過交聯(lián)制造的，那么受潮后褶皺就不會(huì)再消失。

  因此，用這種材料制造的標(biāo)簽?zāi)軌虮毁N到手機(jī)（或是任何電路板）中。一旦手機(jī)掉到馬桶里，那么標(biāo)簽上就會(huì)形成永久的褶皺，這種褶皺可以被設(shè)計(jì)成任何需要的形狀，比如水的分子式“H2O”。有了這種技術(shù)，消費(fèi)者的保修是否作廢在商家面前一目了然。

  這些研究者還在研究起皺材料在手機(jī)中的另一種應(yīng)用。他們表示，因?yàn)轳薨櫩梢宰尮饩�向四面八方散射，而不是朝一個(gè)方向反射，因此改變配方后的材料還可以用來制造便宜且有效的抗反光手機(jī)顯示屏。

  Sun 的團(tuán)隊(duì)在另一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目中通過制造了一層PDMS基極層來模仿魷魚的皮膚。PDMS基極層中含有少量熒光染料，且表面包覆著一層堅(jiān)硬的聚乙烯醇/粘土復(fù)合材料。粘土讓材料表面容易形成大量的裂縫和褶皺。

  如果拉伸材料，原本光滑的表面上就會(huì)產(chǎn)生褶皺和裂縫，材料的外觀和拓?fù)渚蜁?huì)改變。根據(jù)成分的不同，薄膜可以在不同顏色間切換，發(fā)光或是從透明變成不透明，而這些過程都是可逆的。

  這種材料的一種潛在應(yīng)用是智能窗戶，這種窗戶中含有一種透明的材料，但是當(dāng)它被輕微拉伸時(shí)該材料就會(huì)變得不透明，這可為用戶提供隱私保護(hù)。Sun 表示，這類材料是他們團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的。