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模仿变色龙的原理,中国科学院深圳先进技术研究院的杜学敏团队开发出了一种可以通过颜色的变化实现与环境的相互作用,还可以运动的软件爬虫机器人。 这项研究成果最近在线发表在国际顶级学术杂志《细胞》( cell )姐妹刊matter上。
杜学敏说,变色龙之所以能改变肤色,是源于身体的结构色。 “变色龙的皮肤上存在规则排列的纳米粒子,当皮肤扩张或收缩时,纳米粒子的间隔发生变化,光的反射效果发生变化,最终出现肉眼可见的颜色变化。 这样的微纳米结构和光的相互作用产生的颜色就是所谓的结构色。 ”。
据此,杜学敏团队以周期性配置的纳米粒子为模板,注入特殊材料固化后,得到了具有周期性纳米孔结构的变色薄膜。 “在薄膜中填充溶剂蒸气,可以使纳米孔迅速膨胀,改变间距。 另一方面,通过改变材料的折射率,也可以实现颜色的迅速变化。 ”杜学敏说。
据介绍,该薄膜在溶剂气氛中的颜色变化速度快0.2秒,同时通过控制薄膜暴露在溶剂蒸汽中的时效性,实现不同的颜色变化。 另外,该薄膜可以响应不同的溶剂,在乙醇、丙酮、氯仿等溶剂蒸汽中发生颜色变化,通过特定的化学和生物分子等的刺激而变色的技术,将来有望应用于健康检查和环境污染监测行业等。
这项研究的另一大突破是迅速变色,将变形和控制运动的材料结合起来,实现了变色龙的驱动。 杜学敏介绍说,这一成果有望应用于传感、通信、机器人伪装等方面。 (记者刘传书)
来源:人民视窗网
标题:“仿变色龙软体机器人问世”
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