记者李默 在深海世界，章鱼是天生的“伪装高手”。当它们游过礁石时，它们的皮肤几乎立即从米色变成灰褐色，质地从光滑变成粗糙，与周围岩石的纹理和颜色完美融合。人造物质是否具有将自己“伪装”成章鱼的神奇能力？近日，美国斯坦福大学研究团队的新成果发表在《自然》杂志上。受章鱼和鱿鱼等头足类动物的启发，该团队开发了一种新型聚合物材料，首次在单个设备中实现了对表面视觉纹理和结构颜色的独立动态控制。该技术有望为动态伪装、自适应显示、智能建筑和互动艺术等领域提供新的解决方案。 “头足类动物”它们可以通过调整皮肤乳头（小的弹性突起）来改变它们的质地和颜色论文合著者、斯坦福大学博士生 Sidharth Doshi 在接受记者采访时表示，研究团队一直希望在工程材料中重现这种精致的自然机制，一次偶然的发现让他们取得了突破。“在用扫描电子显微镜观察到的 PEDOT:PSS（导电聚合物）样品中，没有出现任何溶胀行为（由于溶剂分子渗透而发生的膨胀现象）”多西说：“我们发现，当接触到水时，电子束照射区域的结构变得更致密，并且显着膨胀，而未照射区域则自由吸收水，并且可以显着膨胀。”这一发现促使研究小组对材料纹理进行了研究。通过控制，我们使用高精度电子束光刻工具将各种图案“微雕”到聚合物薄膜上。当薄膜浸入各种液体中时，它会发生可逆的局部膨胀或收缩，从而隐藏或显示预设的纹理图案。为了控制颜色，采用先进的光学结构将薄膜交错在两个非常薄的金属层之间，形成“法布里-珀罗谐振腔”（一种光学谐振装置）。这种结构就像一个附着在材料上的精密“调谐器”，通过精确控制薄膜不同区域的膨胀程度，并将器件的反射率改变为特定的光颜色，使其能够显示不同的结构颜色。更重要的创新在于纹理和颜色的独立控制。 “我们在超薄玻璃基板的每一面都准备了‘纹理层’和‘颜色层’。通过在基板的两面独立引入不同的溶剂，我们可以控制“实时独立地处理纹理和颜色。”Michishi表示，这种设计就像在物体表面安装了两个系统，一个控制“浮雕”，另一个控制“光线”，可以独立开启。这种仿生材料的适用性有多大？实验表明，它的响应速度非常出色，只需20秒就可以完成纹理和颜色的过渡，并且能够承受超过250次使用周期而不影响性能。这种适应性和耐用性使其例如，在动态迷彩的情况下，该材料不仅可以准确地匹配背景颜色，还可以生动地再现背景纹理，以实现更深层次的视觉融合，它可以用于创建可以改变物体表面纹理的“物理像素”，或者通过简单地滴入特定液体来开发新的防伪标签。隐藏在标签背后的信息会悄然浮现。 “基本上，我们正在控制光的基本属性，例如颜色、反射和散射。”多西表示，该技术还可用于控制建筑物表面对阳光的吸收和反射，以实现智能节能，并创造出随环境或情绪而变化的动态织物和艺术品。不过，这项技术从实验室到现实仍面临诸多挑战。目前推进系统基于液浸式，因此在便携性和环境适应性方面存在一定的局限性。 “我们发现电化学方法也能引起类似的薄膜膨胀，”Michishi 说。 “如果未来能够实现全电子控制，应用领域将会大大拓展。”此外，当前制造工艺所需的电子束光刻技术非常昂贵。研究团队正在探索更经济的制造方法，包括紫外光刻和大表面热处理技术，以促进大规模应用。北京大学工学教授于俊志表示，该技术的主要创新点在于：首先，可以通过电子束对材料内部膨胀的差异进行预编程，使图案随着溶剂环境的变化而显现或隐藏。其次，两层设计允许独立控制“变形”和“褪色”。余俊志认为，“这种受头足类启发的新型动态表面控制方法不仅为智能材料设计提供了新思路，也为仿生机器人外观和伪装技术的适应开辟了新途径。” 《人民日报》（2026年3月2日第13页）
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