近期，一則“人造變色龍”的視頻在網(wǎng)上十分火爆。視頻中，一條披著馬賽克狀“鎧甲”的人造變色龍，隨底座的小車緩緩前行，在經(jīng)過紅、綠、藍(lán)三色背景墻時(shí)，身上的“鎧甲”也同步變換顏色，其以假亂真的變幻術(shù)讓人稱奇。
覆蓋正方形電子“鱗片”的塑料變色龍
這條“人造變色龍”的“飼主”，是武漢大學(xué)2014年引進(jìn)的一位青年教師——?jiǎng)恿εc機(jī)械學(xué)院的王國(guó)平老師。該研究源于王國(guó)平的青年基金項(xiàng)目“表面等離激元增強(qiáng)的核殼型微納米線陣列LED”。他與中山大學(xué)教授楚盛組成的團(tuán)隊(duì)，用近兩年時(shí)間完成了相關(guān)研究，研究成果發(fā)表于美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《ACS納米》雜志。
王國(guó)平
“人造變色龍”的靈感，源于王國(guó)平的一次科學(xué)偶遇?！坝幸淮稳幉ǎ诟哞F上，我看到一個(gè)新聞，美國(guó)加州大學(xué)利用烏賊皮膚提取的一種蛋白質(zhì)做成膠帶，幫助士兵躲過紅外線探測(cè)?！彼?，目前運(yùn)用超材料在可見光情況下隱身并不容易，但何不試試用偽裝替代隱身？”飛馳的列車中，思維也開始疾馳。王國(guó)平畢業(yè)于加州大學(xué)（河濱）電子工程系，他選擇了自己最熟悉的“等離激元金屬納米顆?！弊鳛樽兩牧稀?/p>
王國(guó)平舉了個(gè)例子：金屬納米，尤其是金、銀納米顆粒的顯色，早在千年以前就有所體現(xiàn)?！爸墓帕_馬酒杯 Lycurgus Cup，正是因?yàn)椴Ａе泻薪疸y的納米顆粒，酒杯才會(huì)在不同的光照條件下，展現(xiàn)出特殊的綠色或者洋紅色色彩?！睂⒔?jīng)過處理的金納米顆粒附上一層銀膜，這樣有源局域表面等離激元器件就成了變色龍的“鎧甲”。
“通過對(duì)‘鎧甲’施以不同的電壓，可以在金納米顆粒陣列上沉積或去沉積不同厚度的銀膜，來調(diào)控金屬局域表面等離激元的性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)‘實(shí)時(shí)’反射不同波長(zhǎng)光的目的，即實(shí)現(xiàn)變色?！蓖鯂?guó)平說。
目前，研究團(tuán)隊(duì)已能通過調(diào)控電壓實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)可見光波段的連續(xù)變色。將“鎧甲”披在3D打印的變色龍模型上，在眼睛處裝上紅綠藍(lán)三色顏色傳感器，當(dāng)傳感器識(shí)別到相應(yīng)的顏色，就會(huì)通過嵌入式控制系統(tǒng)給“鎧甲”施加經(jīng)前期反復(fù)試驗(yàn)測(cè)定的電壓和持續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)顏色的自動(dòng)調(diào)控。一條具有主動(dòng)偽裝本領(lǐng)的“人造變色龍”，就在我們面前完美地融入了背景墻中。
“人造變色龍”成形的整個(gè)過程歷經(jīng)了兩年時(shí)間。在這期間，王國(guó)平經(jīng)常往返于廣州和武漢，在廣州一待就是一星期，與中山大學(xué)的合作伙伴一起研究。變色龍第一次成功運(yùn)行，將光電的科學(xué)研究形象生動(dòng)地展現(xiàn)出來時(shí)，大家抑制不住內(nèi)心的喜悅。
王國(guó)平坦言，研究過程中遇到的最大困惑，是如何解決器件的一致性問題。為了減少每一次調(diào)試可能出現(xiàn)的干擾和誤差，所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，他和主要合作者基本上都親力親為。
提起這一科研進(jìn)展引起的關(guān)注，王國(guó)平十分謙虛?！霸诒砻娴入x激元研究領(lǐng)域，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院有很多前輩實(shí)驗(yàn)和理論都做得非常好，研究深入，在該領(lǐng)域處在領(lǐng)先水平。我只是在一些其他學(xué)者還沒有關(guān)注或者還沒來得及關(guān)注的工程應(yīng)用方面做了點(diǎn)補(bǔ)充，可以說是打了一個(gè)擦邊球?！?/p>
他說，“學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和同事都很支持我，例如巫世晶教授、石端偉教授曾經(jīng)建議我將工程問題和科學(xué)問題結(jié)合起來，做機(jī)械應(yīng)用方面的研究，看來是一個(gè)很好的方向性建議?！?/p>
“殷亞東、王取泉、汪國(guó)平、龐代文、張志凌、田智全、廖蕾……”在采訪過程中，他不斷提到這些在各個(gè)方面幫助過他的老師，言語(yǔ)中充滿感激。由于沒有自己的實(shí)驗(yàn)室，他經(jīng)常輾轉(zhuǎn)于實(shí)驗(yàn)共享平臺(tái)——物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院電鏡中心和化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院分析測(cè)試中心，有時(shí)還會(huì)借其他老師的實(shí)驗(yàn)室?！拔浯筇峁┑膶?shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)我?guī)椭艽?。這樣的公共平臺(tái)十分必要?！?/p>
王國(guó)平有化學(xué)、生物和電子工程專業(yè)背景。他之所以會(huì)研究“變色龍”，得益于其較為豐富的學(xué)科背景和工作經(jīng)歷。他建議有志于科研的武大學(xué)子打好數(shù)理基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)面和科研經(jīng)歷?！皬牟煌瑢W(xué)科中，往往也能獲得靈感和體悟，從而應(yīng)用于自己的研究?！?a name="_GoBack">
