来自鱿鱼皮的未来迷彩材料

几十年来，研究人员一直在研究头足类动物，如鱿鱼和章鱼，试图了解这些生物伪装能力背后的光物理学，但这种生物学现象背后的科学依然是不可知的。现在，我们可能更接近真相了。由美国马萨诸塞州东北大学的Leila Deravi领导的一个研究小组将鱿鱼皮上的纳米粒子分离出来，并用它们制造出光了散射聚合物纤维（Adv.Opt.Mater。，doi：10.1002 / adom.201701369）。该团队认为，这些纤维可以编织成具有适应性着色能力的耐磨柔性纺织品。

伪装大师

鱿鱼有称为色素细胞的光学器官，在皮肤上出现数百种多色雀斑，通过迅速打开和关闭色素细胞以引起可见颜色的变化。在色素层下面有一层反射性镜状虹膜色素。这些器官一起调节可见光从身体表面的反射。

研究人员分离了纳米结构的蛋白质和色素，这些蛋白质和色素组成了头足类动物的光学器官。通过对其进行研究，得出结论：纳米粒子的光散射在适应性着色过程中起着重要作用。过去的研究忽略了皮肤的光散与吸收，研究小组发现，颜料颗粒可以分散红外和可见光，从而增强亮度和光吸收，并影响颜色感知。

“从科学和技术工程学的角度来看，理解光散射如何影响颜色是非常重要的，”美国陆军纳蒂克士兵研究，开发和工程中心的合作者理查德奥斯古德在与该工作相关的新闻稿中表示。“这是生物学光学领域令人兴奋的新发展。”

在电影中捕捉它

研究人员想要更好地理解在伪装行为期间色素载体的功能，因此他们开始通过构建以多层和多层分布颗粒的薄膜。他们使用扫描电子显微镜（SEM）和全集成漫射光谱学（TIDS）等技术观察颗粒分层和颗粒间距对薄膜中可见光的影响，以及更好地解释光散射的作用。

总而言之，团队收集的数据表明，颗粒的厚度和分布对薄膜内的一系列可见颜色起作用。研究人员还得出结论，前向散射和后向散射有助于光线穿透光学器官，从而在适应性着色过程中导致鱿鱼皮肤的颜色增强。

接下来，该团队设计了一个系统，该系统包含从鱿鱼皮和镜子中提取的纳米颗粒，模拟鱿鱼的色素和色素的组装。研究人员能够通过散射光通过和散射颗粒来进一步增强感知颜色。

走向可穿戴材料

作为概念证明，研究人员制造了500纳米颗粒纤维的线轴（比人类头发直径小150倍）。研究人员写道：“我们特别感兴趣的是，将颗粒结合到聚合物的中心核心，熔融挤出纤维中，看他们是否可以将可见光和红外光操作嵌入适合纺织品，显示器的制造友好型平台和通信应用程序。

研究团队指出，对纤维的初步分析表明“这种独特的材料不仅提供了可见的颜色，而且还能够反射由于前向和后向散射电泵浦有机激光器研究获进展引起的颜色。”近红外和短波红外区域的高散射，研究人员补充，表明纤维可以替代传统红外着色剂在未来的耐磨材料。根据Osgood的说法，潜在的应用还可以包括适应性着色的军事应用。

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☞本文编辑：张光

☞本文来源：OPN

☞翻译整理：张光

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