纳米材料赋予机器人变色特性

一种由金纳米颗粒制成的新型薄膜可能使机器人具有变色和皮肤颜色特性，类似于变色龙和章鱼等生物。该材料能够对任何类型的运动做出反应并改变颜色。

该材料由加利福尼亚大学河滨分校的科学家创造，并在一篇论文中发表在Nature Communications 上周。

该材料与其他用于模拟自然界变色特性的材料不同。该薄膜能够根据任何类型的运动（包括弯曲和扭转）改变颜色。该材料可以应用于机器人的外部，使其能够进入对人类来说危险或不可能进入的环境。

这些环境可能包括非常难以进入的水下裂缝。该材料的另一个潜在优势是生物学家可以使用它来研究这些环境中的动物及其面临的压力。

还有一些材料具有基于运动的变色特性，但金纳米颗粒薄膜可以被打印和编程以显示复杂的图案。

纳米材料和磁铁

纳米材料是指被缩小到极小尺寸的材料。它们可以小到病毒的大小，宽度和长度约为几十纳米。有一些特定的材料，如银和金，具有基于大小、形状和方向的变色特性。

“在我们的例子中，我们将金缩小到纳米级的棒状。我们知道，如果我们可以使这些棒状物指向特定的方向，我们就可以控制它们的颜色，”加利福尼亚大学河滨分校的化学教授Yadong Yin说。“朝一个方向，它们可能看起来是红色的。旋转45度，它们就会变成绿色。”

研究团队面临的一个挑战是将数百万个金纳米棒悬浮在液体溶液中，并使它们全部指向同一个方向以显示统一的颜色。

为了解决这个问题，团队将较大的金磁性纳米棒与较小的纳米棒融合在一起。然后将这对纳米棒封装在聚合物盾中以保持它们的侧面，并使用磁铁来控制两根棒的方向。

“就像你在一堆针上方举着一个磁铁，它们都会指向同一个方向。这就是我们控制颜色的方式，”Yin说。

纳米棒被干燥成薄膜，并在其方向固定后停止对磁铁的响应。

“但是，如果薄膜是柔性的，你可以弯曲和旋转它，并且会看到不同的颜色，因为方向会改变，”Yin说。

https://www.youtube.com/watch?v=-tCWfe6vbY8

未来机器人和货币认证

主要目标是将该材料用于未来机器人，但也有一些其他应用。根据加利福尼亚大学河滨分校的化学家Zhiwei Li（论文的第一作者）的说法，该薄膜可以用于支票或现金，并作为认证功能。正常照明下，薄膜呈灰色，但通过偏光镜，可以看到复杂的图案。扭转等运动也可以改变薄膜的颜色对比度。

研究团队看到了无尽的应用可能性。

“艺术家可以使用这项技术创造出令人着迷的画作，根据观察角度的不同，画作会有很大的差异，”Li说。“将我们工作中的科学与艺术的美丽结合起来，将会很棒。”