隨心變色的“魔術染料”

劉晨

在魔術表演中，魔術師左右手各執一張黑色梅花的撲克牌，兩張牌輕輕一碰，魔術師吹一口“仙氣”，原本的梅花圖案瞬間變成了紅桃圖案。

魔術中撲克牌的顏色變化多端，只是幻影或手法技巧不同。現實中，能隨心變色的生物只有變色龍。但是，隨著“魔術染料”的出現，手機殼、鞋子、車都可以變換顏色和圖案。接下來，就讓我們一起認識一下這奇妙的“魔術染料”。

科學界的光影魔術高手

美國麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室的研究人員模仿變色龍的變色能力，開發出一種可重復使用、完全可逆的“魔術染料”。作為一種混合型光致變色染料，它用漆料分別與品紅、黃色和青色三種光致變色顏料等比例混合，再噴涂到物體上，之后讓物體在紫外線和可見光的照射下改變顏色。

為什么會發生這么神奇的效果呢？我們知道，物體之所以顯示出不同的顏色，是由于光與物質相互作用之后，光線與視網膜中的視細胞作用效果不同而引起，與光的強弱無關。而一切介質對光均具有吸收、反射、透射三種特性。吸收分一般吸收和選擇吸收。一般吸收指的是在一定波長范圍內，物質對各種波長的光作等能量吸收，而選擇吸收是指物質對某種波長的光吸收顯著，具有選擇性。選擇吸收是物體呈現顏色的主要原因。

不僅單色光能產生顏色，幾種單色光的混合光也可以產生顏色。例如黃色光和藍色光兩種單色光混合可以產生綠色光。這種綠色光與單色綠光，人眼是感覺不出有什么區別的。

我們所知的染料顏色混合都是減法混色。“魔術染料”使用三種具有不同波長的三原色光來分別消除每種原色，從而形成各種顏色的光。

有光就能變變變

“魔術染料”基于染料的光致變色特性，比如化合物A 在受到特定波長的光照射時，發生物理化學反應生成化合物B，其吸收光譜發生變化;在另一波長的光照射下，化合物B 又恢復到化合物A。

早在1867年，科學家們就發現，黃色的并四苯材料在空氣和光線的照射下會褪色，受熱之后會重新變回黃色;1952年，科學家又發現了一類叫螺吡喃的化合物，它在光線照射下能夠發生可逆的顏色改變。近年來，中國科學家也合成了100多種有機光致變色材料。

例如日本研究了一種光致變色染料，能使合成纖維織物“染”上周圍景物的顏色，把人的服裝“融”在自然景色中;中國試制的光致變色染料腈綸線，編織成衣料后能隨光源變化轉換色彩。

一天一變樣，一天一外觀

魔術般的光致變色染料在日常生活中和國防軍事上都能發揮重要作用。

在日常生活中，不論是手機外殼、鞋子、玩具等小型生活用品的定制，還是汽車、飛機等大型設備的表面裝飾，“魔術染料”都可以滿足。

在國防軍事上， 它可以將軍艦、坦克等武器裝備用光致變色染料加以涂敷，其表面在光照下會產生變色，使其與周圍的環境匹配，從而融入大自然中，讓衛星等偵察手段不易發現它們的真面目，達到掩護的目的。

隨著科學技術的進步，相信在不久的將來，光致變色染料會走入千家萬戶，并影響人們的日常生活。也許有一天，一輛邊行駛邊變色的汽車，會與你擦身而過。