美國斯坦福大學(xué)研究人員日前制造出一種有彈性、可變色的壓力敏感材料，它是迄今最接近變色龍皮膚的人造材料。用不同力度觸摸這種電子皮膚，它會改變顏色。
研究人員指出，將來這種電子皮膚在交互式可穿戴設(shè)備、人造義肢、智能機(jī)器人等方面有著廣泛應(yīng)用。類似的變色材料以往也有，但很少有材料還能感知壓力，而且沒有一種是有彈性的。
新的電子皮膚首次具有這三種特點(diǎn)。論文第一作者、斯坦福大學(xué)的周河秀(音譯)說，這是一種仿變色龍的彈性電子皮膚，改變所施壓力的大小和時(shí)間，就能很容易地控制電子皮膚的顏色;反過來，還能通過電子皮膚的顏色變化來分辨壓力大小。
新電子皮膚主要由兩個(gè)部分組成：彈性微結(jié)構(gòu)聚合材料和彈性電致變色聚合材料，前者能隨壓力改變電壓，后者能隨電壓變化而變紅或變藍(lán)。
研究人員用一個(gè)絨毛熊演示了電子皮膚是怎樣變色的。他們給小熊掌上貼上壓敏材料，并與放在小熊腹部的電致變色材料連接。電致變色材料先是暗紅色，輕握小熊掌(壓力約50千帕)時(shí)變?yōu)樗{(lán)灰，放開后又變回暗紅，用大力握時(shí)(約200千帕)變?yōu)榈{(lán)色。
研究人員解釋說，這是一個(gè)多步驟的過程。握手的壓力使壓敏材料電阻下降，由此使電致變色材料的電壓升高，氧化材料使其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微改變，從而明顯改變其吸收光譜。壓力消除后這一過程會迅速逆轉(zhuǎn)。
雖然研究中所用的電致變色材料只能在紅藍(lán)之間轉(zhuǎn)變，但研究人員希望其他電致變色材料能有更多顏色，這樣就可帶來更廣泛的應(yīng)用。電子皮膚有可能與可穿戴或攜帶設(shè)備結(jié)合，如衣服、智能手機(jī)、智能手表等，把各種顏色整合到一種設(shè)備中，可作為一種互動式裝飾或表達(dá)情緒方式。
周河秀說，電子皮膚顏色的改變還可用于分辨壓力，這種系統(tǒng)能與任何想知道其表面壓力的東西結(jié)合。此外，它還有偽裝功能，可用于義肢和智能機(jī)器人。彈性系統(tǒng)能很好地貼附在曲面和動態(tài)表面上，傳統(tǒng)的堅(jiān)硬材料卻做不到這一點(diǎn)。
壓電材料刺激變色材料，就是人造的五彩皮膚，它和變色龍皮膚的原理有一點(diǎn)像：后者是神經(jīng)刺激色素細(xì)胞擴(kuò)張、縮小。人造仿品更簡單可控;天然真品則能視顏色、溫度、內(nèi)分泌、精神狀態(tài)而變色，更復(fù)雜有趣。將來發(fā)明一種隨心情變色的皮膚，也不是不可能。到那時(shí)，我們看著股市大盤，臉真的會變綠。
