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  在水母、魷魚和人類皮膚的啟發(fā)下，化學家創(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？這三種材料都為一些化學家?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屆美國化學學會年會（National Meeting & Exposition of the American Chemical Society）上展示了他們的研究成果。

  “我們的實驗材料通過裂縫，折疊和褶皺來模擬皮膚的表面工程結(jié)構(gòu)，”該研究的項目負責人 Luyi Sun博士表示，“這些新材料是獨一無二的，因為它們能在拉伸或者受潮的情況下改變顏色或透明度。”

  人類的手指在浸入水中一會兒后會起皺。但是Sun 的研究生 Songshan Zeng 表示，水母的皮膚也會起皺。他說，“當它們受到驚嚇時，有一些水母的皮膚表面會起皺，變得不透明，這會嚇跑掠食者。”Zeng 在該項目中扮演主要角色。

  當這種水母皮膚表面是平整的時候，它的顏色是透明的。“魷魚受到驚嚇時的反應更厲害：它的皮膚里的肌肉會收縮，使皮膚中的色素暴露出來成為偽裝。”

  來自康涅狄格大學的 Sun 的團隊和他們的合作者 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，它就會微微發(fā)脹產(chǎn)生褶皺。”

  因為這種薄膜的發(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)不多的研究潮濕導致起皺的機理的團隊，他們研究的是褶皺的持續(xù)時間以及如何撫平褶皺的方法。

  薄膜中聚合物鏈是否交聯(lián)，以及交聯(lián)的程度決定了材料是否能重復起皺。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，此后會自然撫平，但這個過程不可重復。

  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再消失。

  因此，用這種材料制造的標簽能夠被貼到手機（或是任何電路板）中。一旦手機掉到馬桶里，那么標簽上就會形成永久的褶皺，這種褶皺可以被設計成任何需要的形狀，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中的另一種應用。他們表示，因為褶皺可以讓光線向四面八方散射，而不是朝一個方向反射，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顯示屏。

  Sun 的團隊在另一個獨立的項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硬的聚乙烯醇/粘土復合材料。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產(chǎn)生褶皺和裂縫，材料的外觀和拓撲就會改變。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用是智能窗戶，這種窗戶中含有一種透明的材料，但是當它被輕微拉伸時該材料就會變得不透明，這可為用戶提供隱私保護。Sun 表示，這類材料是他們團隊首創(chuàng)的。