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、藍三色背景墻時，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2014年引進的一位青年教師——動力與機械學院的王國平老師。該研究源于王國平的青年基金項目“表面等離激元增強的核殼型微納米線陣列LED”。他與中山大學教授楚盛組成的團隊，用近兩年時間完成了相關(guān)研究，研究成果發(fā)表于美國化學學會主辦的《ACS納米》雜志。
王國平
“人造變色龍”的靈感，源于王國平的一次科學偶遇?！坝幸淮稳幉?，在高鐵上，我看到一個新聞，美國加州大學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?！彼?，目前運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。王國平畢業(yè)于加州大學（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?。
王國平舉了個例子：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，正是因為玻璃中含有金銀的納米顆粒，酒杯才會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‘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)，從而實現(xiàn)‘實時’反射不同波長光的目的，即實現(xiàn)變色?！蓖鯂秸f。
目前，研究團隊已能通過調(diào)控電壓實現(xiàn)準可見光波段的連續(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三色顏色傳感器，當傳感器識別到相應的顏色，就會通過嵌入式控制系統(tǒng)給“鎧甲”施加經(jīng)前期反復試驗測定的電壓和持續(xù)時間，實現(xiàn)顏色的自動調(diào)控。一條具有主動偽裝本領(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”成形的整個過程歷經(jīng)了兩年時間。在這期間，王國平經(jīng)常往返于廣州和武漢，在廣州一待就是一星期，與中山大學的合作伙伴一起研究。變色龍第一次成功運行，將光電的科學研究形象生動地展現(xiàn)出來時，大家抑制不住內(nèi)心的喜悅。
王國平坦言，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，所有實驗項目，他和主要合作者基本上都親力親為。
提起這一科研進展引起的關(guān)注，王國平十分謙虛?！霸诒砻娴入x激元研究領(lǐng)域，物理科學與技術(shù)學院有很多前輩實驗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者還沒有關(guān)注或者還沒來得及關(guān)注的工程應用方面做了點補充，可以說是打了一個擦邊球?！?/p>
他說，“學院領(lǐng)導和同事都很支持我，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問題結(jié)合起來，做機械應用方面的研究，看來是一個很好的方向性建議。”
“殷亞東、王取泉、汪國平、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方面幫助過他的老師，言語中充滿感激。由于沒有自己的實驗室，他經(jīng)常輾轉(zhuǎn)于實驗共享平臺——物理科學與技術(shù)學院電鏡中心和化學與分子科學學院分析測試中心，有時還會借其他老師的實驗室?！拔浯筇峁┑膶嶒炂脚_對我?guī)椭艽蟆＿@樣的公共平臺十分必要?！?/p>
王國平有化學、生物和電子工程專業(yè)背景。他之所以會研究“變色龍”，得益于其較為豐富的學科背景和工作經(jīng)歷。他建議有志于科研的武大學子打好數(shù)理基礎，拓寬知識面和科研經(jīng)歷?！皬牟煌瑢W科中，往往也能獲得靈感和體悟，從而應用于自己的研究。”
