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头足类动物可能是研发更好伪装装置的关键

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伪装可以让士兵融入周围环境,但美军采用的OCP迷彩服可能远不及鱿鱼和其他头足类的伪装能力。这就是美国东北大学Leila Deravi领导的一个研究小组转向这些生物以揭开它们秘密的原因,看看它们是否可以被模仿。

受海洋生物启发开发的最有效的防御手段之一是伪装,最擅长的实践者是头足类动物——包括鱿鱼、章鱼、墨鱼和鹦鹉螺等。它们不仅是软体动物中最大和最聪明的一种,而且还具有能够以如此快速和精细的方式改变它们的颜色,甚至是它们的皮肤纹理的能力,从而它基本上接近“隐身” - 至少当遇到潜在的掠食者时。

头足类动物的显著“隐身”能力是通过称为色素细胞的微小肌肉器官实现的,其中含有数十万种色素颗粒,其比人类的头发宽度小150倍。这些装置包含一个折叠膜片,可以在几分之一秒内隐藏它们,并与类似的器官一起为动物提供对其颜色和虹彩的惊人程度的控制。

这些色素细胞呈红色、黄色、棕色和橙色。在这些下面是一层反射光像生物镜子的虹膜色素层。通过结合色素体和虹膜色素的性质,像墨鱼这样的高级头足类可以反射所有可见光的颜色。

为了更好地理解和模拟这种机制,Deravi的团队与美国陆军纳蒂克士兵研发与工程中心合作,分离和检查了他们发现的色素颗粒,他们发现这些色素颗粒可以进行分层和重组。然后团队使用这些颗粒制造出色彩丰富的超薄薄膜和线轴。当这些背景由镜面层支撑时,由此产生的光散射增强了色彩效果 - Deravi认为未来这有可能在太阳能电池设计中找到应用。

但是,最重要的应用可能是纺织品。色素颗粒不仅能为时装提供令人惊艳的新色彩,而且它们更有希望创造具有适应性着色能力的可穿戴柔性设备和纺织品。换句话说,可以为士兵带来能够更好地与周围环境融合的战斗装备。

“十多年来,科学家和工程师一直在试图复制这一过程,并构建这些与头足类动物相匹配、颜色变化和伪装的装置,但其中许多装置的速度或动态范围都远不及颜动物可以展示的,“Deravi表示。 “头足类动物已经进化到包含这些特定色素颗粒的程度,我们正在开始找出其中的原因。”

该研究发表在《先进光学材料》上。


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