ACS Nano：一种具有超灵敏温度和机械变色反应的人造变色龙皮肤

Nanoyu

2021-09-15

动态伪装是变色龙最耐人寻味的特点，它能在外界刺激下通过虹膜细胞的收缩和伸展迅速而灵敏地调节皮肤颜色。鸟嘌呤纳米晶在表面虹膜载体中的有序排列形成了非紧密堆积（NCP）光子晶体，在变色龙动态伪装中起着不可替代的作用。此外，变色龙皮肤的颜色来源于该有序阵列中折射率（RI）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，而PSB的强度由RI对比度和周期数决定。

近日，大连理工大学武素丽教授报道了采用双填充策略构建了分别与鸟嘌呤纳米晶和胞质溶胶折射率相近的ZnS纳米球和聚合物组成的非紧密堆积光子晶体。

文章要点

1）ZnS@SiO₂纳米球通过自组装形成紧密堆积的中间光子晶体，然后在空隙中填充聚合物。然后用HF溶液刻蚀SiO₂部分，再用聚合物填充，从而成功地实现了非紧密堆积的光子晶体。

2）实验结果显示，由于折射率的相似对比度和非紧密堆积结构，所设计的光子晶体的刺激响应与变色龙的皮肤一样敏感。当温度从30升高到55 °C或压缩应变为20%时，该结构的反射峰可蓝移200 nm以上。

这项工作不仅通过引入两步填充策略构建了非紧密堆积光子晶体，而且证明了在光子晶体中采用高折射率对比度是实现超灵敏的有效策略，这对各种应用都具有重要意义。

参考文献

Yue Wu, et al, Artificial Chameleon Skin with Super-Sensitive Thermal and Mechanochromic Response, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c05612

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05612