據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)哈佛大學(xué)和英國(guó)?？巳卮髮W(xué)材料科學(xué)家開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的新纖維，能在拉伸時(shí)改變顏色，色彩可覆蓋整個(gè)可見光譜的范圍。纖維柔韌有彈性，本身還可作為一種智能材料感知熱和壓力。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的《先進(jìn)材料》雜志上。

      這一靈感是模仿一種生長(zhǎng)在南美洲熱帶的果實(shí)，俗稱奇異豬莓。該果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很低，外表卻極漂亮，呈現(xiàn)明亮的幻彩藍(lán)。研究人員解釋說(shuō)，許多生物能在地球上成功生存下來(lái)，就是靠著它們的光色搭配。對(duì)于種子和果實(shí)來(lái)說(shuō)，進(jìn)化出明亮的顏色可以吸引播種媒介，尤其是鳥類。奇異豬莓的色彩極為誘人，是為了模仿另一種營(yíng)養(yǎng)多肉的果實(shí)，欺騙鳥類來(lái)吃它們以把種子傳播到更遠(yuǎn)。

      研究人員切開了奇異豬莓果實(shí)，從納米尺度詳細(xì)分析其結(jié)構(gòu)組成，發(fā)現(xiàn)種皮上層細(xì)胞是一種曲線形的多層重復(fù)排列，且每一層都是圓柱形的層狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通過(guò)光波干涉產(chǎn)生了顏色，類似于肥皂泡的反光原理。首席研究員、?？巳卮髮W(xué)自然光子學(xué)副教授彼得?武庫(kù)希科說(shuō)：“這種能控制光線的結(jié)構(gòu)性表層，是進(jìn)化為一種專門生理功能服務(wù)的表現(xiàn)，激發(fā)了我們的技術(shù)設(shè)計(jì)?！?/P>

      “新纖維就是模仿這一自然結(jié)構(gòu)，我們對(duì)其進(jìn)一步設(shè)計(jì)后，使這種結(jié)構(gòu)特性進(jìn)一步發(fā)揮了出來(lái)?！闭撐念I(lǐng)導(dǎo)作者、哈佛工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院博士后馬西亞斯?科勒說(shuō)，“當(dāng)然植物不能改變顏色。但我們把這種結(jié)構(gòu)和一種彈性材料結(jié)合在一起，新的人造纖維就能在拉伸過(guò)程中展現(xiàn)出彩虹般變換的顏色?！?/P>

      為了模仿這一關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，他們創(chuàng)造了一種新的卷制方法，用多層高分子聚合物包裹玻璃芯，隨后再將玻璃芯腐蝕掉?？评照f(shuō)：“我們用了很細(xì)的纖維，用一種高分子聚合物雙分子層包裹它們，這就產(chǎn)生了折射率對(duì)比，在層數(shù)和彎曲程度恰當(dāng)?shù)那闆r下，圓柱截面就會(huì)產(chǎn)生鮮艷的色彩?！?/P>

      這種工藝還可以擴(kuò)大規(guī)模，用于工業(yè)化生產(chǎn)?！拔覀兊睦w維卷制技術(shù)還可用于廣泛的材料，尤其是彈性材料，色彩調(diào)節(jié)范圍超過(guò)現(xiàn)有的任何熱延展纖維一個(gè)數(shù)量級(jí)?！闭撐暮现?、哈佛工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院材料科學(xué)教授喬安娜?艾森伯格說(shuō)。

      研究人員還指出，這種纖維除了色彩亮麗可變以外，還有極佳的力學(xué)性質(zhì)，適用范圍極廣。比如利用其延展性可以包覆各種復(fù)雜的形狀。由于纖維在不同張力下會(huì)呈現(xiàn)不同的色彩，其本身可作為一種智能型體育紡織品，在肌肉緊張程度不同的地方顯出不同顏色，或用于感知物體因受熱后的張力變化。