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原文链接:10.1126/sciadv.ads2217
具有主动伪装能力的生物体会随着环境的变换而呈现出不同的外观。然而,人造主动伪装系统严重依赖于集成电子设备,存在结构复杂、易用性差、成本高等问题。
近日,电子科技大学王东升、郑永豪、韦晨通过提出自适应光致变色(SAP)来报告主动伪装作为材料的内在功能。SAP材料是使用供体-受体斯坦豪斯加合物(DASA)作为负光致变色相和有机染料作为固定相(非光致变色)来制备的。特定波长的入射光诱导DASA的线性到环状异构化,从而在该波长处产生吸收间隙并相应地切换颜色。SAP材料在黑暗中处于原始黑色状态,在背景中的透射和反射光触发后自发切换到另一种颜色。SAP薄膜和涂层是通过加入聚己内酯制备的,适用于各种各样的表面。相关研究成果发表于《Science Advances》上。
图文解析
图 1. SAP 材料的设计。(A)具有主动伪装的生物(使用 Photoshop 2023 创建)。(B)自适应光致变色 (SAP) 机制示意图。(C)线性和环状供体-受体 Stenhouse 加合物 (DASA) 之间的一般化学结构和异构化。(D)固定和负光致变色相 [四氢呋喃/二氯甲烷中的聚己内酯 (0.1 g/ml),1:9 v/v] 中颜色贡献单元的归一化紫外可见 (UV-vis) 吸收光谱。(E)不同波长和距离的光照射下 DASA 的相对颜色。
图 2. SAP 材料在黑暗中的色彩准确度。(A) 模拟 SAP 溶液的各种组合的紫外可见吸收(左)和透射(右)光谱。(B) SAP 溶液的修改后的 CIE 1931 a*b* 值;越接近原点表示 SAP 溶液在黑色中显示出更高的色彩准确度。(C) 模拟具有不同初始吸光度的 A4 溶液的紫外可见透射光谱。(D) 初始吸光度从 0.5 增加到 50 的 A4 溶液的修改后的 CIE 1931 a*b* 值。(E) 初始吸光度在 0.5 和 50 之间的 A4 溶液的计算亮度(L*,有色实体)和偏差 [SQRT(a*2+b*2),对角线填充] 值;插图为初始吸光度分别为 0.5、2 和 6 的 A4 溶液的照片图像。L*+ SQRT(a*2+b*2) 越低,表示黑色的色彩准确度越高。
图 3. 光照射下 SAP 材料的颜色准确度。(A) 上半部分:具有不同初始吸光度的 A4 溶液的颜色可调范围。下半部分:520 nm(绿色)、590 nm(黄色)、620 nm(橙色)和 660 nm(红色)光照射下 A4 溶液(A = 6)的改进 CIE 1931 a* b* 值;距离保持在 5、10、30、50、75、100 和 200 厘米,虚线代表 LED 灯的颜色。(B) SAP 溶液的改进 CIE 1931 a* b* 值。(B) 在不同条件(波长和距离)的光照射下 A4 溶液的颜色准确度(Δθ)。
图 4. 溶液中的 SAP 和主动伪装。
图 5. 薄膜和涂层中的 SAP。
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