摘要：化學家利用光子晶體研發出一種「智能皮膚」，它能根據熱量和陽光變色，同時保持相對恆定的體積。
變色龍可以改變皮膚的顏色，它要麼融入背景中隱藏自己，要麼突出來保衛領地或吸引配偶。變色龍利用皮膚中的光子晶體改變自身顏色。科學家們一直在努力製造一種光子晶體「智能皮膚」，它能根據環境改變顏色但不改變尺寸。
埃默裡大學化學家發現了問題的解決方案。他說道：「觀察變色龍變色讓我有了新的想法，除變色龍之外，許多其他生物已經進化出改變顏色的能力。例如霓虹燈魚（Neon Tetra）身上的條紋，當它們在陽光下遊動時，會從深藍變成藍綠色」。
這些生物體的顏色不是基於色素，而是基於重複圖案的微小粒子，稱為光子晶體。這些粒子的周期性改變材料幹涉光的波長。可視顏色會根據光照條件或粒子之間距離的變化等因素而發生變化。一些蝴蝶翅膀的彩虹色和孔雀的羽毛是自然界光子晶體的例子。
科學家進一步解釋說，如果你把草莓放入攪拌機，產生的液體會是紅色的，因為草莓的顏色來自色素。但如果你研磨彩虹色的蝴蝶翅膀，結果會是一種暗淡的粉末，因為彩虹色不是顏料，而是基於所謂的「結構色」。蝴蝶翅膀被碾碎後，光子晶體陣列的結構就被破壞了。
研究人員使用磁鐵在水凝膠中排列含有氧化鐵的光子晶體圖案。然後他們將這些陣列嵌入不變色的水凝膠中。然後通過凝膠機械匹配，以實現光子晶體之間距離的變化。最終加熱時，這種應變適應型智能皮膚(SASS)會變色，而且體積幾乎保持近乎恆定。
研究人員也在陽光下測試了這種材料，將SASS薄膜製作成魚的形狀或葉子的形狀。當暴露在自然陽光下10分鐘時，SASS薄膜從橙色變成綠色，而且尺寸沒有變化。
這個結果是令人興奮的，他們提供了一個製造人工智慧皮膚的窗口，但現實生活中的應用還有很長的路要走。
該研究得到了美國國防高級研究計劃局(DARPA)生物技術辦公室和美國國立衛生研究院的支持。