章鱼和墨鱼是伪装的大师。它们可以在几分之一秒之内将其组织变形到与周围环境无缝融合,无法和岩石或珊瑚区分开来。 美国康奈尔大学的研究人员从这种自然规律中获得灵感,设计了一种“伪装皮肤”,它们能以 3D 的形式展现和变形,且这种皮肤可以编程为各种形状。 伪装的秘密在于其表面的三维凸起,可称为乳头。在五分之一秒内,乳头可以放大或收缩,迅速地变形为海藻或珊瑚的纹理。 对软体动物而言,这种能力主要用于防御,可以从海底的小裂缝、岩石,甚至是瓶子与罐子里逃脱。同时,乳头的变化可以产生喷气,从而推动躯体快速移动。
在康奈尔大学的研究中,乳头的自由度可以设置,乳头在平坦的 2D 表面连续排列,通过编程来实现伸缩。 为了尽可能地模拟软体动物的变形,科学家使用了有机硅弹性体的纤维网,通过充气来变成石头或者植物的 3D 形态。
这不是人类研究动态伪装的第一次尝试。2014 年,中国研究人员开发出一种非常薄而灵活的 4 层材料,可自主改变外观与周边环境进行匹配。
这种方法将可拉伸的材料从 2D 变形到 3D 形状的技术具有广泛的应用。例如,2D 状态下可以反射光线,变成 3D 后就可以吸收光线,这是操纵温度的好方法。 |
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