新研究开发“章鱼皮肤”仿生材料 可改变表面纹理

新华社北京1月12日电　美国科研人员从章鱼皮肤的拟态能力中得到启发，研制出能改变表面纹理的新材料，帮助更加逼真地呈现各种外观。该技术有望用于制造新型显示器、能改变外观的可穿戴设备、擅长伪装的柔性机器人等。

在此前多项研究中，人们通过调整材料微观结构在纳米尺度上对光的作用，实现了对材料颜色的控制。但表面纹理特征还难以调控，例如亮度、颗粒度等。

章鱼等头足类动物能精细控制嵌在皮肤中的肌肉纤维，调整皮肤表面对光线的散射作用，使原本光滑的皮肤迅速呈现出与岩石等环境相同的表面纹理，结合改变颜色的能力，实现完美隐身。

美国斯坦福大学的研究团队从中得到启发，利用一种聚合物材料吸收和释放水分改变形态的特性，研制出了可分别调整颜色和纹理的“超表面”材料。相关论文已于近日发表在英国《自然》杂志上。

这种聚合物称为PEDOT:PSS，吸水后会膨胀，在接触异丙醇等液体后会释放水分并收缩，其形态改变是可逆的。研究人员将聚合物薄膜覆盖在基底上，用电子束辐照改变不同部位聚合物的吸水性，在表面生成需要的“地形”，精细度可达到微米级别。通过微流控技术，研究人员使聚合物表面接触不同浓度的异丙醇溶液，就能让“地形”发生改变，呈现出不同纹理。

与以往方法不同的是，该技术可以动态开启和关闭纹理，且在改变纹理时不改变颜色，从而实现逼真的动态外观。由于所用的基板是柔性的，这种薄膜系统可以轻易集成到不同外形尺寸中，用于多种产品。