“動(dòng)物都是科學(xué)家”系列五懂納米技術(shù)的變色龍

馬睿棋

大家都知道，變色龍會(huì)變色。變色龍的皮膚好似有一個(gè)調(diào)色板，依靠這個(gè)“調(diào)色板”，變色龍能把皮膚的顏色調(diào)和得和周?chē)h(huán)境一樣，不僅能蒙蔽天敵，就連我們，也不會(huì)輕易發(fā)現(xiàn)它的存在。

變色龍變的這個(gè)魔術(shù)，叫作保護(hù)色。從生存角度來(lái)說(shuō)，變色龍的變色可不僅是為了藏身于環(huán)境中，躲避天敵。雄性變色龍為了吸引雌性會(huì)變色，和雄性小伙伴進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)也會(huì)變色，還會(huì)通過(guò)身體的變色與其他變色龍打招呼、聊天。變色，有時(shí)就是變色龍之間的語(yǔ)言。

不同尋常的變色

動(dòng)物們多多少少都會(huì)改變體表的一些顏色，它們的膚色通?？看鎯?chǔ)在表皮細(xì)胞內(nèi)的色素，有什么樣的色素，就有什么樣的膚色。

不過(guò)，這種變色的辦法太老舊了，變色龍可不喜歡。變色龍喜歡穿色彩斑斕的花衣服，這得準(zhǔn)備多少種色素呀！而且，還得把這些色素分門(mén)別類(lèi)放在不同的細(xì)胞里。這個(gè)辦法，成本太高。合成各種色素，需要很多物質(zhì)和能量，對(duì)于變色龍小小的身體來(lái)說(shuō)，真是不劃算。

變色龍懂得科技就是競(jìng)爭(zhēng)力這一道理，它決定采用納米技術(shù)，做個(gè)納米科學(xué)家，棄用色素，而采用結(jié)構(gòu)色，簡(jiǎn)捷、快速地解決變色問(wèn)題。變色龍極其善于通過(guò)納米晶體的隊(duì)形變換，選擇性地將太陽(yáng)光里的一些色光反射出去，把另一些色光吸收掉，這一點(diǎn)可真不同尋常。

這是科學(xué)家的推測(cè)，還是變色龍真的這么了不起呢？舉個(gè)例子，變色龍平靜下來(lái)時(shí)是綠色的，但它并沒(méi)有綠色素，這就否定了色素說(shuō)。

巧妙利用太陽(yáng)光

玩色彩的不依靠色素，這是怎么回事？原來(lái)，太陽(yáng)光就是天然的顏色大寶庫(kù)。人眼能分辨出太陽(yáng)光里的幾種色光，我們將其定義為可見(jiàn)光。其他動(dòng)物的眼睛，也有分辨太陽(yáng)光里各種色光的能力。它們分辨的色光波長(zhǎng)不一定和人類(lèi)眼睛分辨出的色光波長(zhǎng)范圍一樣，有的動(dòng)物分辨出來(lái)的長(zhǎng)些，有的分辨出來(lái)的短些。所以，同一個(gè)自然界，在我們的眼睛里和動(dòng)物的眼睛里，色彩上可能并不一樣。在不同種類(lèi)的動(dòng)物眼中，也并不一定一樣，這取決于各自能看得到的太陽(yáng)光光譜范圍。

怎樣利用太陽(yáng)光來(lái)改變皮膚顏色呢？

眼睛能看到物體，是因?yàn)槲矬w表面把太陽(yáng)光反射到眼睛里。而眼睛能看到顏色，是因?yàn)榉瓷涞奶?yáng)光里，色光的比例發(fā)生了變化。如果進(jìn)入我們眼睛里的以紅光為主，我們就認(rèn)為物體是紅色的;如果以綠光為主，我們就認(rèn)為物體是綠色的。

所以，皮膚里沒(méi)有綠色素的變色龍卻能顯示出綠色來(lái)，是因?yàn)樗钠つw在反射太陽(yáng)光時(shí)，主要反射綠光。

太神奇了，它是怎么做到的呢？原來(lái)，變色龍皮膚的細(xì)胞里含有很多只有130納米大小的晶體結(jié)構(gòu)。如果增大晶體之間的空間，變色龍就會(huì)反射紅光等波長(zhǎng)較長(zhǎng)的色光;如果縮小晶體之間的空間，變色龍就會(huì)反射藍(lán)、紫等波長(zhǎng)較短的光。

變色龍?jiān)谂d奮的時(shí)候，皮膚細(xì)胞內(nèi)的納米晶體的間距大大增加，于是顏色就會(huì)變成黃色、橙色、紅色，鮮艷無(wú)比。

怎么證實(shí)這一點(diǎn)呢？如果我們按壓變色龍的皮膚，皮膚細(xì)胞里的納米晶體會(huì)擠在一起，間距變小，一條藍(lán)色變色龍出現(xiàn)了。這個(gè)時(shí)候，變色龍覺(jué)得自己受到攻擊，實(shí)際上是處于興奮狀態(tài)的，按道理，應(yīng)該變成紅色、橙色、黃色才對(duì)?？墒呛?jiǎn)單的一個(gè)按壓，它竟然變成“藍(lán)精靈”了！當(dāng)壓力移除，納米晶體的間距恢復(fù)到平靜狀態(tài)時(shí)的間距，變色龍立刻又變成綠油油的！

這就是變色龍采用的納米技術(shù)。

自帶“空調(diào)”，拒絕多余熱量

一種生活在沙漠地帶的變色龍，在變色的細(xì)胞層下面，還有一層“空調(diào)細(xì)胞”。這些細(xì)胞里，也有納米晶體。但是，這些晶體個(gè)頭更大，彼此間隔更遠(yuǎn)，而且散落地分布在細(xì)胞中。這么大的晶體間距，可以反射比紅光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅外光。太陽(yáng)照在身上暖洋洋的，就主要是紅外光這些長(zhǎng)光波的功勞。變色龍是變溫動(dòng)物，身體調(diào)節(jié)體溫的能力不強(qiáng)，如果對(duì)太陽(yáng)光送來(lái)的熱量來(lái)者不拒，在盛夏的烈日下，很容易把自己曬成肉干，這是所有變色龍都堅(jiān)決反對(duì)的事情。于是，它們就用這層晶體，把紅外光等送走，婉拒這些額外的熱量，這就是變色龍自帶的“空調(diào)”。

能把納米技術(shù)運(yùn)用得如此嫻熟，變色龍稱得上是當(dāng)之無(wú)愧的納米科學(xué)家。