电子科大研发智能变色材料,实现环境自适应伪装
电子科大研发智能变色材料,实现环境自适应伪装
电子科技大学副教授王东升及其团队研发的智能变色材料登上了《科学进展》杂志。这种材料能够随环境光线变化自动调整颜色,实现“隐形”效果。这项技术被称为“自适应光致变色”(SAP),其核心在于DASAs分子,能够在特定光线照射下改变颜色。这一突破性研究成果引起了国际科研领域的广泛关注,展示了材料科学的新高度。
突破性技术:自适应光致变色
王东升团队首次提出的“自适应光致变色”(Self-adaptive photochromism, SAP)技术,使得材料能够仅凭自身特性识别并同步环境色彩。在一段演示视频中,装有SAP材料的方管被绿色亚克力盒覆盖后,内部仿佛升起了绿色的“烟雾”,短短十秒内,原本在白光下呈现黑色的材料便与绿色亚克力盒完美融合。无论是橙色还是红色亚克力盒,SAP材料都能迅速“变装”,展现出惊人的适应性。
核心原理:DASAs分子的光学特性
这种智能变色材料的核心是一种名为给体-受体斯坦豪斯加合物(DASAs)的光致变色分子。DASAs能在可见光照射下从有色变为无色。王东升及其团队利用独特的匹配原理,将不同种类的DASAs分子巧妙融合成一种新型材料。DASAs分子,这些色彩魔术师,每当特定光线照射其上,它们就像调色板上的开关,吸收能力减弱,反射出新的色彩,使材料变幻莫测。它们的运作机制宛如一个精巧的控制电路,在特定光线的触发下,仅激活相应的分子“开关”,点亮与光线同步的色彩。
技术优势与应用前景
与现有的智能变色技术相比,这种新材料具有显著优势。传统的变色技术往往依赖复杂的电子设备和控制系统,容易受到外界干扰。而SAP材料则完全依靠自身的“反应”来实现颜色变化,标志着从“有源式”伪装向“无源式”伪装的飞跃。这种材料模仿了变色龙的体色变化机制,即通过神经学调控来指挥皮肤表层的色素细胞。
这种智能变色材料的应用前景广阔。它不仅可以用作涂料,实现固体材料表面的自适应伪装,还可能在伪装、加密等领域带来全新的发展可能性。此外,该技术在服装、建筑、汽车等多个领域都具有潜在的应用价值。
研究团队与未来展望
这项研究由电子科技大学光电科学与工程学院的郑永豪/王东升课题组完成,博士研究生孙梵熙为论文第一作者。王东升副教授表示,尽管目前尚未能完全掌控可见光光谱内所有颜色的调控,但这是未来研究的关键方向。他的视野不仅限于可见光,还希望新一代材料能在紫外和红外光区实现自适应变色。
值得一提的是,王东升副教授的这项研究灵感来源于他对摄影的热爱。他的摄影背景赋予了他对色彩运用的敏锐洞察力,这种洞察力在他的研究中迸发出无数灵感。这充分体现了将个人爱好与专业研究相结合的科研精神。