新華社北京1月12日電 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。