武汉大学研发具有伪装本领的“人造变色龙”

  摘要

  近期,一则“人造变色龙”的视频在网上十分火爆。视频中,一条披着马赛克状“铠甲”的人造变色龙,随底座的小车缓缓前行,在经过红、绿、蓝三色背景墙时,身上的“铠甲”也同步变换颜色,其以假乱真的变幻术让人称奇。

  实现准可见光波段的连续变色

  武大研发具有伪装本领的“人造变色龙”

  近期,一则“人造变色龙”的视频在网上十分火爆。视频中,一条披着马赛克状“铠甲”的人造变色龙,随底座的小车缓缓前行,在经过红、绿、蓝三色背景墙时,身上的“铠甲”也同步变换颜色,其以假乱真的变幻术让人称奇。

  这条“人造变色龙”的“饲主”,是武汉大学2014年引进的一位青年教师——动力与机械学院的王国平老师。该研究源于王国平的青年基金项目“表面等离激元增强的核壳型微纳米线阵列LED”。他与中山大学教授楚盛组成的团队,用近两年时间完成了相关研究,研究成果发表于美国化学学会主办的《ACS纳米》杂志。

  “人造变色龙”的灵感,源于王国平的一次科学偶遇。“有一次去宁波,在高铁上,我看到一个新闻,美国加州大学利用乌贼皮肤提取的一种蛋白质做成胶带,帮助士兵躲过红外线探测。”他想,目前运用超材料在可见光情况下隐身并不容易,但何不试试用伪装替代隐身?”飞驰的列车中,思维也开始疾驰。王国平毕业于加州大学(河滨)电子工程系,他选择了自己最熟悉的“等离激元金属纳米颗粒”作为变色材料。

  王国平举了个例子:金属纳米,尤其是金、银纳米颗粒的显色,早在千年以前就有所体现。“著名的古罗马酒杯莱克格斯杯(Lycurgus Cup),正是因为玻璃中含有金银的纳米颗粒,酒杯才会在不同的光照条件下,展现出特殊的绿色或者洋红色色彩。”将经过处理的金纳米颗粒附上一层银膜,这样有源局域表面等离激元器件就成了变色龙的“铠甲”。

  “通过对‘铠甲’施以不同的电压,可以在金纳米颗粒阵列上沉积或去沉积不同厚度的银膜,来调控金属局域表面等离激元的性质,从而实现‘实时’反射不同波长光的目的,即实现变色。”王国平说。

  目前,研究团队已能通过调控电压实现准可见光波段的连续变色。将“铠甲”披在3D打印的变色龙模型上,在眼睛处装上红绿蓝三色颜色传感器,当传感器识别到相应的颜色,就会通过嵌入式控制系统给“铠甲”施加经前期反复试验测定的电压和持续时间,实现颜色的自动调控。一条具有主动伪装本领的“人造变色龙”,就在我们面前完美地融入了背景墙中。