模仿变色龙皮肤的人造变色材料可以检测海鲜的新鲜度
中国和德国的科学家设计了一种模仿变色龙皮肤的人造变色材料，其中的发光剂(使晶体发光的分子)组织成不同的核和壳水凝胶层，而不是一个均匀的基质。该发现于5月6日发表在《Cell Reports Physical Science》杂志上，表明采用这种设计开发的一种两发光素水凝胶化学传感器可以通过响应颜色随着鱼变质微生物释放的胺蒸气而改变颜色来检测海鲜的新鲜度。该材料还可用于推进可伸缩电子设备，动态伪装机器人和防伪技术的开发。
宁波材料技术研究所教授陈涛说：“这种新颖的核壳结构不需要仔细选择发光源对，也不需要精心设计和调节不同发光源之间复杂的光物理相互作用。”中国科学院工程学系和该研究的作者。“这些优势对于将来仍具有尚未实现的性能的坚固的多色材料系统的构建至关重要。”
尽管科学家长期以来一直在设想开发可以轻松在各种荧光颜色之间波动的柔软材料，但合成材料却很少像变色龙那样巧妙地改变色调。
Chen说：“大多数人造变色软材料是通过将两种或两种以上的响应性发光剂同时掺入一个弹性体或水凝胶基质中来制备的。” “另一方面，将不同的虹膜组织成两个重叠的核-壳结构层构成了豹变色龙的进化新奇，使它们的皮肤表现出复杂的结构颜色。”
为了确定人造变色材料是否可以被变色龙皮肤的天然核壳结构所吸收，中国科学院宁波材料技术与工程研究所的研究员韦鲁和他的同事开发了一种多发光体由内而外分层的氢气系统。首先，研究人员合成了红色的荧光核心水凝胶，该凝胶将用作其他层的模板。将该核心水凝胶在各种Euro水溶液中孵育，然后在含有海藻酸钠和响应性蓝/绿荧光聚合物的生长溶液中孵育凝胶。the离子从核心水凝胶自发扩散到周围溶液中，触发了蓝色和绿色水凝胶层的形成。
由于水凝胶的核心层和壳层重叠的方式，当温度或pH值变化触发时，它们可能会从红色变为蓝色或绿色。作者还指出，可以调整蓝色和绿色荧光层的发射颜色，使材料能够显示几乎整个可见光谱的颜色。
Chen说：“拟议的扩散诱导界面聚合制备核壳材料是普遍的。” “因此，人们高度期望所提议的合成策略可以扩展到生产其他具有柔软变色功能的材料，例如具有刺激响应性结构颜色或颜料颜色变化的智能水凝胶或弹性体。”
为了测试由两种发光素水凝胶制成的化学传感器检测海鲜新鲜度的能力，Lu及其同事将由这种材料制成的测试条密封在装有新鲜虾或鱼的盒子中，持续50小时。储存在低于-10 C的海鲜中的测试条与原来的红色荧光色几乎没有变化，表明食物仍然很新鲜，而储存在30 C的海鲜中的测试条转变为鲜艳的绿色，表明食物宠坏了。
Chen认为新型的核-壳水凝胶和用于制造它们的扩散诱导的界面聚合策略都可以在包括机器人技术在内的各种科学领域中被证明是有用的。
“在不久的将来，我们计划利用已开发的变色龙皮肤状核壳水凝胶制备仿生的柔软伪装皮肤，可用于模仿活生物体皮肤的多种变色功能并帮助实现理想的活性。伪装，显示和报警功能，” Chen说。
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