动态伪装是变色龙最耐人寻味的特性，它可以通过虹膜细胞在外界刺激下的收缩和伸展，快速灵敏地调整肤色。表面虹膜中鸟嘌呤纳米晶体的有序排列形成了非密堆积（NCP）光子晶体（PC），在动态伪装中起着不可逆转的作用。变色龙皮肤的颜色源于此有序阵列中折射率(RI)的周期性变化所产生的光子阻带(PSB)。同时，颜色的亮度取决于PSB的强度，它由RI对比度和周期数决定。根据布拉格定律，影响PSB频率和强度的主要参数是RI和晶格常数。由于鸟嘌呤纳米晶体和细胞溶胶之间合适的RI对比以及调节NCP结构晶格常数的灵活性，变色龙可以轻松而灵敏地改变其明亮的肤色。受这种生物光子结构的启发，许多刺激响应装置被创造出来，为各种传感器提供了独特的前景，包括pH、电场、磁场、压力、温度、湿度等。
为了实现变色龙皮肤真正的动态伪装，大连理工大学武素丽教授设计了一系列与变色龙皮肤具有几乎相同的RI对比度和NCP结构的NCPPC薄膜。在结构中，ZnS纳米球（nZnS=1.91）和聚合物（npoly=1.3-1.5）之间的大RI对比度使薄膜能够产生明亮的结构颜色，且NCP提供了高变色灵敏度。为了制造NCP结构，作者提出了两步填充策略，其灵感来自蛋*-壳颗粒结构和反蛋白石中的聚合物再填充。该策略是通过采用由ZnS
SiO2纳米球和聚合物构成的密堆积基质作为瞬态来实现。NCP阵列是SiO2部分被HF溶液蚀刻并重新填充聚合物之后形成的。有多种响应性聚合物可应用于该策略。结果表明，当PNIPAm被填充为响应聚合物时，NCPPC结构可以变得热响应和机械变色。所制备的PC薄膜不仅完美地模仿了变色龙的动态伪装，而且构成了基于其灵敏的机械变色和热变色响应制造多响应器件。
示意图1，变色龙皮肤和NCPPC组成的ZnS纳米球和聚合物的折射率对应的对比度。
图1.由ZnS纳米球和基于PEGDA的聚合物组成的NCPPC。
相关论文以题为ArtificialChameleonSkinwithSuper-SensitiveThermalandMechanochromicResponse发表在《ACSNano》上。通讯作者是大连理工大学武素丽教授。
参考文献：
doi.org/10./acsnano.1c
