美军研究仿生智能皮肤 在色移过程中能保持尺寸恒定
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美军研究仿生智能皮肤 在色移过程中能保持尺寸恒定

2020年03月26日 17:32:39
来源:蓝海星智库

受DARPA生物技术办公室资助,美国埃默里大学的研究人员研发出一种应变适应性智能皮肤(SASS),在色移过程中能保持尺寸恒定。

刺激响应性变色水凝胶通常由内嵌的光子晶体显色,但需要较大的变形(>20%)才能改变光子晶体的晶格常数并产生可观察的色移(100 nm)。为此,研究人员利用响应性光子晶体薄膜和四聚乙二醇支撑层,构成应变适应性智能皮肤。响应性光子薄膜由粒径180 nm、具有核壳结构的磁性颗粒Fe3O4@SiO2与聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)组成的前驱体溶液经紫外光固化而成,并通过激光切割得到所需的特殊形状(鱼状和树叶状)。支撑层由两种四聚乙二醇预聚物tetra-PEG-NH2和tetra-PEG-NHS组成的前驱体混合溶液室温凝胶化而成,具有良好的拉伸性和强度,表现出应变适应性。研究发现:这种智能皮肤可承受约150%的应变,对热和自然光表现出强烈且可逆的光学响应,最大色移接近120 nm,其光学响应可由聚焦激光束进行空间和时间调节。

图 应变适应性智能皮肤

这项研究为设计和制造新型智能皮肤提供了新思路,将促进伪装、信号传输和防伪等技术的发展。