像乌贼那样隐身

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  在自然界中,不少动物具有通过变色来隐身的能力,最著名的是变色龙。或许我们不少人还不知道,乌贼也具有变色隐身的能力,堪称“海洋中的变色龙”。它们能像变色龙那样随着环境的改变而改变自己的体色,而且变色速度很快,瞬间就可完成。其实,不只是乌贼,大多数头足类动物,比如童鱼、鱿鱼等,都具有变色隐身能力。
  为何乌贼需要隐身呢?主要是出于捕食的需要。在浩瀚且透明的海洋中,植物相对较少,体型高大的植物更少,因此海洋动物很难像陆地动物隐藏在植物后面来觅食或躲避天敌。于是,海洋肉食动物发展出多种多样的捕食妙招,比如鲸张大嘴直接吸入并过滤食物,海狮、海豚等是围追堵截鱼群,某些肉食动物则是躲在海底沙子里伺机捕食。对于单打独斗的乌贼来说,上述策略不能奏效。于是,乌贼就进化出变色隐身的方法。乌贼属于软体动物,它们并不具备很强的自我防御功能,通过隐身可躲避其他捕食者。
  乌贼怎样做到隐身的呢?美国杜克大学的莎拉和约翰森对此进行了研究,他们发现乌贼通过光敏细胞来感知环境并变色——用色光直接照射章鱼,发现它们立即从透明转变成蓝色。原来,章鱼皮肤中密布光敏细胞,这些细胞中含有色素。光敏细胞在感知环境颜色的变化后,利用色素进行调色,很快就变化出与环境相同或类似的颜色。
  根据对乌贼皮变色原理的发现,美国莱斯大学纳米光子学实验室的研究人员开发出仿生人造“乌贼皮”。这种材料能像乌贼那样感知到周边环境颜色,并自动改变自身颜色与周边环境融为一体,实现人们期待已久的、完美的光学伪装。
  数亿年来的进化让生物自身具有了复杂的运行机制,人类几百年来发展起来的技术总是难以和生物活体的材料相媲美。目前的人造“乌贼皮”也是如此,它还难以做到像乌贼那样利用光敏细胞同时感光并变色,而是要利用感光和变色两套系统来实现隐身功能。
  我们所看到的物体颜色千差万别,这取决于它们反射或透射到我们眼睛中的光线的颜色。我们看到蓝色的物体是因为它反射或透射了蓝光,看到白色的物体是因为它反射了所有颜色的光,看到黑色的物体是因为它吸收了所有颜色的光。根据这个原理,研究人员把纳米级的超微型传感器密密麻麻地植入到人造“乌贼皮”中,这些传感器协同合作,共同分析环境中各种物体透射或反射出来的光线。
  人造“乌贼皮”的表面还有大量的微型显示器,它们接收传感器对环境光线颜色的分析数据,然后把这些数据再次转化为颜色显示出来。人造“乌贼皮”表面的液晶显示器的每个像素点只有5平方微米,其显示精度是目前商用液晶屏的40倍,可以以假乱真地再现环境中的物体,让“乌贼皮”和所在的环境真正地融为一体。它们采用了通常应用于顶级液晶电视和显示器的铝纳米粒子,可以显示出各种各样的真实色彩。
  人造“乌贼皮”的研究还刚刚起步,其他隐身材料的研究也是如此。要想利用人造“乌贼皮”做出像哈利·波特所拥有的隐身斗篷,大概还需要30年的时间。到了那时,你在某一天突然被一只看不见的手轻轻击打一下,那很可能是你朋友穿着一件隐身斗篷在和你开玩笑,制造那件斗篷的材料可能正是人造“乌贼皮”。当然,这种材料的主要用途不是和朋友开玩笑,更不是为小偷提供便利,而是有望用于军事、探险、娱乐等领域。
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