当你想到章鱼的时候,你可能会嫉妒它的八个四肢。毕竟,八只手臂有很多事情要做。但科学家们对其他东西更感兴趣:它的皮肤。
像章鱼和鱿鱼这样的头足类动物在面对威胁时迅速改变颜色,甚至只是改变光线,这要归功于黄胚素,一种存在于它们体内的天然染料。东北大学科斯塔斯研究所(KRI)的研究人员研究了这种染料的合成版本,实验创造出对不同刺激做出反应的着色剂。他们的最新发现是:用它来制作一种暴露在光线下可以改变颜色的颜料。
该研究所的一位研究科学家卡桑德拉·马丁(Cassandra Martin)说,KRI的工作重点是研究来自天然材料的有趣成分,研究如何将这些成分复制并在现实世界中使用。由于头足类动物皮肤的独特性质,它们一直是一个起点。
马丁说:“它们的颜色变化很快,很有活力,很强烈。”“没有多少自然系统变化这么快,也没有多少变色材料在不需要大量外部变化的情况下变化这么快。”
长期以来,KRI的工作人员一直在努力复制这一点。此前,该实验室利用这种技术制造出可穿戴的贴片,当佩戴者受到过多的阳光照射时,这种贴片会改变颜色。科斯塔斯研究所的高级研究科学家丹·威尔逊说,研究小组希望找到一种方法,使这种变化可以逆转,使材料恢复原来的颜色。
去年夏天,当时还是实习生/访问学生的凯特琳·弗林(Kaitlyn Flynn)正在做一个使用这种着色剂的项目,她决定进一步研究如何做到这一点。她和研究小组发现,二氧化钛充当了颜色变化的导体。混合不同量的黄原素可以加速变化或增加色移的强度。
这种变化最快可以在五分钟内发生,最长可以持续24小时,这取决于油漆暴露在光线下的时间。这种着色剂可以在短短两小时内轻松制成,并添加到水性或油性油漆中。
这项研究发表在《高级科学》杂志上。
威尔逊说:“我们设想了一个场景,如果你想在内墙上每天都有变化的艺术,比如在咖啡店或其他地方,你可以用一台普通的投影仪把图案投射到墙上,暂时涂上这种颜色、这种图案或这种艺术,然后随着时间的推移,你可以重新做一次,理想情况下,你可以想做多少次就做多少次。”“我们可以创作临时艺术品或艺术品或油漆,这些艺术品或油漆可能会追踪天气或环境。”
除了创造临时艺术的能力外,这一发现还具有环境意义。它可以作为目前市场上油漆的环保替代品。
弗林现在正在东北大学攻读化学博士学位,她说:“现在商业上使用的油漆可能含有有害化学物质,所以它们可能会对油漆它们的人有害。”
“烟雾可能非常有害。如果你长时间接触它们,它们可能是有害的。它们也会渗透到环境中。寻找一种更自然的方法来制造这些油漆,为使用它的人和将要接触它的人创造一个更安全的环境。”
展望未来,弗林和马丁说,他们希望能将这个系统应用到其他材料上,并扩展到他们在最初实验中使用的黄红色调色板之外。他们还希望用户可以决定他们想要的颜色在油漆上的变化速度。
更多信息:Cassandra L. Martin等人,由生物启发着色剂和半导体的光响应组合实现的变色涂料,Advanced Science(2023)。DOI: 10.1002 / advs.202302652
东北大学提供
引文:可以改变颜色的油漆?2023年10月13日,研究人员表示,章鱼的皮肤是关键
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