科学家造出随拉力而变颜色的神奇材料

科学家们通过创新的科技手段，成功地将纳米微球层层铺设在可伸缩的纤维之上，从而诞生了一种无与伦比的神奇材料，被人们称为“聚合物猫眼石”。

借助高科技的光学晶体研发出的特殊油墨，科学家们利用配备可调节电压的打印机，创造出了这种可以根据伸展程度改变颜色的柔软材料。这一崭新的打印技术已在最新一期的《高级材料工程》杂志上公开发表。

剑桥大学纳米光学中心的科学家Jeremy Baumberg在接受采访时表示：“我们无需依赖不同颜色的打印油墨，仅在打印过程中，即可实现颜色的任意变换。”

这些特殊的油墨颗粒仅有200纳米大小，它们巧妙地模拟了自然界中能够产生颜色的纳米结构。诸如蝴蝶的翅膀、鸟儿的羽毛以及一些珍贵的宝石，它们之所以色彩斑斓，并非依赖色素，而是通过有序的纳米结构来弯曲和反射光线产生色彩。

聚合物猫眼石的颜色变化之谜，源于其表面纳米晶体的不同排列方式。与传统的色素不同，这种结构产生的颜色在不同的角度下观看会呈现出不同的色彩，更重要的是，这种色彩不会因时间的流逝而褪色。

当纳米晶体被沉积在弹性材料的表面时，一种全新的现象出现了：材料能够随着扭曲、弯曲和拉伸而改变颜色。这是因为外部力量会改变纳米结构之间的距离，从而对不同波长的光线进行反射和衍射，产生令人叹为观止的彩虹色彩。

无需依赖色素，自然界中的某些动物通过进化选择了结构颜色。它们依靠自然光与微结构的相互作用来展现绚烂的色彩。例如孔雀的羽毛、昆虫的翅膀等，它们的颜色来源于薄膜干涉。孔雀羽毛的颜色策略尤为独特，小羽枝表皮下的周期结构是羽毛结构颜色的源泉。实验和理论模拟表明，这些羽毛中的二维周期结构会对某一波段的光进行强烈反射，从而产生特定的颜色。通过调控周期长度和周期数目，可以创造出不同的颜色。例如，蓝色、绿色、黄色和棕色羽毛的周期长度各不相同。棕色羽毛还利用了Fabry－Perot干涉效应，通过调整周期数目来创造混合色。