梯度折射率调控的鱿鱼结构色机制及其多光谱仿生材料研发

时间：2025年6月27日

来源：SCIENCE

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【编辑推荐】来自Bogdanov团队的研究人员通过解析鱿鱼虹彩细胞(iridophores)中具有正弦波折射率分布(rugate)的布拉格反射器(Bragg reflectors)动态显色机制，开发出可调控可见光/红外光谱响应的仿生复合材料。该研究为动态伪装、热管理及智能传感技术提供了新范式。

自然界和现代科技中，通过调控材料折射率分布来实现光操纵的现象广泛存在。头足类动物如鱿鱼和章鱼凭借虹彩细胞(iridophores)的快速变色能力，既能实现动态伪装又可进行种内通讯。研究人员通过实验与计算模拟揭示：鱿鱼背套膜组织中，含有正弦波型折射率分布(rugate profile)的布拉格反射器(Bragg reflectors)使虹彩细胞能在透明状态与鲜艳结构色间可逆转换。这种由螺旋状血小板柱构成的梯度折射率系统，启发了具有可见光/红外双谱段调控功能的多光谱仿生材料设计。该技术突破不仅阐明了头足类动态显色的生物物理机制，更为智能服装、自适应热管理设备和新型光学传感器等应用提供了创新解决方案。