像烏賊那樣隱身

青云

在自然界中，不少動物具有通過變色來隱身的能力，最著名的是變色龍?；蛟S我們不少人還不知道，烏賊也具有變色隱身的能力，堪稱“海洋中的變色龍”。它們能像變色龍那樣隨著環(huán)境的改變而改變自己的體色，而且變色速度很快，瞬間就可完成。其實(shí)，不只是烏賊，大多數(shù)頭足類動物，比如童魚、魷魚等，都具有變色隱身能力。

為何烏賊需要隱身呢？主要是出于捕食的需要。在浩瀚且透明的海洋中，植物相對較少，體型高大的植物更少，因此海洋動物很難像陸地動物隱藏在植物后面來覓食或躲避天敵。于是，海洋肉食動物發(fā)展出多種多樣的捕食妙招，比如鯨張大嘴直接吸入并過濾食物，海獅、海豚等是圍追堵截魚群，某些肉食動物則是躲在海底沙子里伺機(jī)捕食。對于單打獨(dú)斗的烏賊來說，上述策略不能奏效。于是，烏賊就進(jìn)化出變色隱身的方法。烏賊屬于軟體動物，它們并不具備很強(qiáng)的自我防御功能，通過隱身可躲避其他捕食者。

烏賊怎樣做到隱身的呢？美國杜克大學(xué)的莎拉和約翰森對此進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)烏賊通過光敏細(xì)胞來感知環(huán)境并變色——用色光直接照射章魚，發(fā)現(xiàn)它們立即從透明轉(zhuǎn)變成藍(lán)色。原來，章魚皮膚中密布光敏細(xì)胞，這些細(xì)胞中含有色素。光敏細(xì)胞在感知環(huán)境顏色的變化后，利用色素進(jìn)行調(diào)色，很快就變化出與環(huán)境相同或類似的顏色。

根據(jù)對烏賊皮變色原理的發(fā)現(xiàn)，美國萊斯大學(xué)納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)出仿生人造“烏賊皮”。這種材料能像烏賊那樣感知到周邊環(huán)境顏色，并自動改變自身顏色與周邊環(huán)境融為一體，實(shí)現(xiàn)人們期待已久的、完美的光學(xué)偽裝。

數(shù)億年來的進(jìn)化讓生物自身具有了復(fù)雜的運(yùn)行機(jī)制，人類幾百年來發(fā)展起來的技術(shù)總是難以和生物活體的材料相媲美。目前的人造“烏賊皮”也是如此，它還難以做到像烏賊那樣利用光敏細(xì)胞同時(shí)感光并變色，而是要利用感光和變色兩套系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)隱身功能。

我們所看到的物體顏色千差萬別，這取決于它們反射或透射到我們眼睛中的光線的顏色。我們看到藍(lán)色的物體是因?yàn)樗瓷浠蛲干淞怂{(lán)光，看到白色的物體是因?yàn)樗瓷淞怂蓄伾墓猓吹胶谏奈矬w是因?yàn)樗樟怂蓄伾墓?。根?jù)這個原理，研究人員把納米級的超微型傳感器密密麻麻地植入到人造“烏賊皮”中，這些傳感器協(xié)同合作，共同分析環(huán)境中各種物體透射或反射出來的光線。

人造“烏賊皮”的表面還有大量的微型顯示器，它們接收傳感器對環(huán)境光線顏色的分析數(shù)據(jù)，然后把這些數(shù)據(jù)再次轉(zhuǎn)化為顏色顯示出來。人造“烏賊皮”表面的液晶顯示器的每個像素點(diǎn)只有5平方微米，其顯示精度是目前商用液晶屏的40倍，可以以假亂真地再現(xiàn)環(huán)境中的物體，讓“烏賊皮”和所在的環(huán)境真正地融為一體。它們采用了通常應(yīng)用于頂級液晶電視和顯示器的鋁納米粒子，可以顯示出各種各樣的真實(shí)色彩。

人造“烏賊皮”的研究還剛剛起步，其他隱身材料的研究也是如此。要想利用人造“烏賊皮”做出像哈利·波特所擁有的隱身斗篷，大概還需要30年的時(shí)間。到了那時(shí)，你在某一天突然被一只看不見的手輕輕擊打一下，那很可能是你朋友穿著一件隱身斗篷在和你開玩笑，制造那件斗篷的材料可能正是人造“烏賊皮”。當(dāng)然，這種材料的主要用途不是和朋友開玩笑，更不是為小偷提供便利，而是有望用于軍事、探險(xiǎn)、娛樂等領(lǐng)域。