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頭足類動物可能是研發更好偽裝裝置的關鍵

偽裝可以讓士兵融入周圍環境,但美軍採用的OCP迷彩服可能遠不及魷魚和其他頭足類的偽裝能力。這就是美國東北大學Leila Deravi領導的一個研究小組轉向這些生物以揭開它們秘密的原因,看看它們是否可以被模仿。

受海洋生物啟發開發的最有效的防禦手段之一是偽裝,最擅長的實踐者是頭足類動物——包括魷魚、章魚、墨魚和鸚鵡螺等。它們不僅是軟體動物中最大和最聰明的一種,而且還具有能夠以如此快速和精細的方式改變它們的顏色,甚至是它們的皮膚紋理的能力,從而它基本上接近「隱身」 - 至少當遇到潛在的掠食者時。

頭足類動物的顯著「隱身」能力是通過稱為色素細胞的微小肌肉器官實現的,其中含有數十萬種色素顆粒,其比人類的頭髮寬度小150倍。這些裝置包含一個摺疊膜片,可以在幾分之一秒內隱藏它們,並與類似的器官一起為動物提供對其顏色和虹彩的驚人程度的控制。

這些色素細胞呈紅色、黃色、棕色和橙色。在這些下面是一層反射光像生物鏡子的虹膜色素層。通過結合色素體和虹膜色素的性質,像墨魚這樣的高級頭足類可以反射所有可見光的顏色。

為了更好地理解和模擬這種機制,Deravi的團隊與美國陸軍納蒂克士兵研發與工程中心合作,分離和檢查了他們發現的色素顆粒,他們發現這些色素顆粒可以進行分層和重組。然後團隊使用這些顆粒製造出色彩豐富的超薄薄膜和線軸。當這些背景由鏡面層支撐時,由此產生的光散射增強了色彩效果 - Deravi認為未來這有可能在太陽能電池設計中找到應用。

但是,最重要的應用可能是紡織品。色素顆粒不僅能為時裝提供令人驚艷的新色彩,而且它們更有希望創造具有適應性著色能力的可穿戴柔性設備和紡織品。換句話說,可以為士兵帶來能夠更好地與周圍環境融合的戰鬥裝備。

「十多年來,科學家和工程師一直在試圖複製這一過程,並構建這些與頭足類動物相匹配、顏色變化和偽裝的裝置,但其中許多裝置的速度或動態範圍都遠不及顏動物可以展示的,「Deravi表示。 「頭足類動物已經進化到包含這些特定色素顆粒的程度,我們正在開始找出其中的原因。」

該研究發表在《先進光學材料》上。

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