新研究開發(fā)“章魚皮膚”仿生材料 可改變表面紋理
更新時間：2026/1/13 9:42:53 來源：新華社
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美國科研人員從章魚皮膚的擬態(tài)能力中得到啟發(fā)，研制出能改變表面紋理的新材料，幫助更加逼真地呈現(xiàn)各種外觀。該技術(shù)有望用于制造新型顯示器、能改變外觀的可穿戴設(shè)備、擅長偽裝的柔性機(jī)器人等。
在此前多項研究中，人們通過調(diào)整材料微觀結(jié)構(gòu)在納米尺度上對光的作用，實現(xiàn)了對材料顏色的控制。但表面紋理特征還難以調(diào)控，例如亮度、顆粒度等。
章魚等頭足類動物能精細(xì)控制嵌在皮膚中的肌肉纖維，調(diào)整皮膚表面對光線的散射作用，使原本光滑的皮膚迅速呈現(xiàn)出與巖石等環(huán)境相同的表面紋理，結(jié)合改變顏色的能力，實現(xiàn)完美隱身。
美國斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊從中得到啟發(fā)，利用一種聚合物材料吸收和釋放水分改變形態(tài)的特性，研制出了可分別調(diào)整顏色和紋理的“超表面”材料。相關(guān)論文已于近日發(fā)表在英國《自然》雜志上。
這種聚合物稱為PEDOT:PSS，吸水后會膨脹，在接觸異丙醇等液體后會釋放水分并收縮，其形態(tài)改變是可逆的。研究人員將聚合物薄膜覆蓋在基底上，用電子束輻照改變不同部位聚合物的吸水性，在表面生成需要的“地形”，精細(xì)度可達(dá)到微米級別。通過微流控技術(shù)，研究人員使聚合物表面接觸不同濃度的異丙醇溶液，就能讓“地形”發(fā)生改變，呈現(xiàn)出不同紋理。
與以往方法不同的是，該技術(shù)可以動態(tài)開啟和關(guān)閉紋理，且在改變紋理時不改變顏色，從而實現(xiàn)逼真的動態(tài)外觀。由于所用的基板是柔性的，這種薄膜系統(tǒng)可以輕易集成到不同外形尺寸中，用于多種產(chǎn)品。
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美國科研人員從章魚皮膚的擬態(tài)能力中得到啟發(fā)，研制出能改變表面紋理的新材料，幫助更加逼真地呈現(xiàn)各種外觀。該技術(shù)有望用于制造新型顯示器、能改變外觀的可穿戴設(shè)備、擅長偽裝的柔性機(jī)器人等。
在此前多項研究中，人們通過調(diào)整材料微觀結(jié)構(gòu)在納米尺度上對光的作用，實現(xiàn)了對材料顏色的控制。但表面紋理特征還難以調(diào)控，例如亮度、顆粒度等。
章魚等頭足類動物能精細(xì)控制嵌在皮膚中的肌肉纖維，調(diào)整皮膚表面對光線的散射作用，使原本光滑的皮膚迅速呈現(xiàn)出與巖石等環(huán)境相同的表面紋理，結(jié)合改變顏色的能力，實現(xiàn)完美隱身。
美國斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊從中得到啟發(fā)，利用一種聚合物材料吸收和釋放水分改變形態(tài)的特性，研制出了可分別調(diào)整顏色和紋理的“超表面”材料。相關(guān)論文已于近日發(fā)表在英國《自然》雜志上。
這種聚合物稱為PEDOT:PSS，吸水后會膨脹，在接觸異丙醇等液體后會釋放水分并收縮，其形態(tài)改變是可逆的。研究人員將聚合物薄膜覆蓋在基底上，用電子束輻照改變不同部位聚合物的吸水性，在表面生成需要的“地形”，精細(xì)度可達(dá)到微米級別。通過微流控技術(shù)，研究人員使聚合物表面接觸不同濃度的異丙醇溶液，就能讓“地形”發(fā)生改變，呈現(xiàn)出不同紋理。
與以往方法不同的是，該技術(shù)可以動態(tài)開啟和關(guān)閉紋理，且在改變紋理時不改變顏色，從而實現(xiàn)逼真的動態(tài)外觀。由于所用的基板是柔性的，這種薄膜系統(tǒng)可以輕易集成到不同外形尺寸中，用于多種產(chǎn)品。
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