王東升曾在網上碰到過一個問題：如果有機會獲得一項超能力，好中獲你想要哪一種？他的靈感料新選擇是“隱形”。

沒想到多年后，高校這個不切實際的副教“幻想”，竟在他自己手中成真了。明隱

最近，形材學網電子科技大學光電科學與工程學院副教授王東升和教授韋晨、聞科鄭永豪造出了一種會隨著環境變化而相應變色的從業材料，相關論文發表于《科學進展》。余愛這種材料能在環境光線的好中獲作用下自動變換為相應的顏色，從而實現“隱形”。靈感料新

這個發現背后的高校解題思路，是副教王東升從自己最愛的攝影中獲得的。

在充滿色彩和光影的材料學領域里解題，王東升樂在其中，因為這和自己追求的“美”一致。

愛好和專業相輔相成，他的學術世界，流光溢彩。

王東升。羅莎/攝

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“變色龍”

這是一項“外行人能看到熱鬧，內行人又能看出門道”的科學研究。

外行人會驚訝：材料沒有大腦和神經，怎么可能自己變色？

內行人會好奇：現在的變色材料都得在外力加持下發生變化，是怎么做到“自適應”的？

在自然界，變色龍會根據心情、環境和溫度的變化來改變自己的皮膚顏色。材料領域也有自己的“變色龍”：一種名為“光致變色”的材料，受到光源激發后會產生顏色的變化。

而王東升和團隊新提出的“Self-adaptive photochromism（SAP）”，即“自適應光致變色”功能，指的是完全靠材料本身的性質識別環境顏色并始終與其保持一致。

演示視頻里，裝有SAP材料的方管被籠罩上綠色亞克力盒后，內部逐漸騰起綠色的“煙霧”。十秒左右，原本在白光光照下呈黑色的材料，就已完全與綠色亞克力盒“相融”。如換成橙色或紅色的亞克力盒，材料也會隨之“變裝”。

裝有SAP材料的方管被罩上不同顏色的亞克力盒后，實現不同的“變裝”。受訪者供圖

在國外，有研究人員研制過類似的“變色”系統。主要利用攝像頭捕捉環境顏色，通過運算后，向變色材料發出刺激信號，基于溫度或拉伸的條件來實現顏色的變化。但這樣的體系高度依賴電子設備，且設計復雜造價高，如受外部影響就會“罷工”。

此類“自適應光致變色”材料，完全依靠自身材料的“反應”實現變色，從以前的“有源式”偽裝進化到了“無源式”偽裝。

變色龍之所以能夠變換體色，是因為其身體內部的神經學調控機制，能夠“指揮”皮膚表層內的色素細胞。但材料沒有“神經系統”，如何實現自我調控？一種名為給體-受體斯坦豪斯加合物（donor-acceptor Stenhouse adducts；DASAs）的光致變色分子發揮了作用。

DASAs本身就是一種光致變色分子，在可見光的作用下會從有色轉變為無色。王東升和團隊通過特殊的匹配原理，將不同種類的DASAs分子“融合”為一種新材料。

每一類DASAs分子，就像一個調色“開關”，受到特定光線照射后，對該光線的吸收能力就會下降，并反射出來使材料變色。

整個運行機制如一個控制電路。在某種光線照射下，只會觸發相應的分子“開關”，但不引起其他變動，從而“亮起”與光線一致的顏色。

在此之前，大多數光敏材料與器件的整體控制邏輯都很簡單，呈現“0”和“1”的對立切換關系。例如，光控藥物釋放系統的“打開”和“關閉”、加密與防偽領域中信息的“顯影”與“隱藏”、有機光電二極管中的“導通”與“斷開”……

“我們希望，這樣單一的開關式控制邏輯，能夠向多狀態、多模式、多階段發展。”王東升說，就像是自己手中相機上的模式轉盤，可以隨時精準切換不同的拍攝模式。

“人類都能感受到環境的復雜并作出不同反應，材料也可以。我們順應材料本身性質去設計，也許就能更好開發它的敏銳性。”他相信，材料比人們想象的更聰明。

懷揣這一想法，三年前王東升開始著手自適應光致變色材料的研究。在攝影中養成的對色彩應用的感悟力，激發了他不少靈感。

每次快門按下前，王東升對相鄰色、互補色、分裂互補色等的顏色關系的使用熟稔于心，十分注重照片里不同色彩的配合。

想要照片更有張力，視覺更具沖擊力，互補色的應用很關鍵。明亮橙色的花朵，和青色天空，就是一組不錯的搭配。

研發期間，有一次王東升偶然打開了一張色環圖。看著每組呈對角線分布的互補色時，他陷入沉思，細究起一直被自己忽略的深層邏輯：“互補的兩個顏色，在光譜上呈現的‘吸收’和‘反射’也是相對的。”

可見光光譜內，主要分為赤橙黃綠青藍紫七種原色光，每種顏色的可見光對應不同的波長范圍。我們周圍物體之所以會呈現特定的顏色，是因為能反射這種顏色相應波長的可見光。

同時，物體還會吸收其他不同波長范圍的可見光，而對自身顏色互補色光線的吸收，是最強烈的。“如果我們想讓物體變色，能否從其互補色入手？”王東升不禁產生好奇。

他想到了一類名為DASAs的可變色分子。其特性就在于，如果受到與自身顏色互補色光線的照射，就會變無色。

而且它不“拖泥帶水”，反射某種可見光的同時，只吸收與其顏色互補的可見光。

“不像大多數物質，還會吸收其余的大部分光線，只是強弱有別。”王東升舉例，最典型的一種DASAs，顏色為紫，即反射紫光。紫與綠為互補色，它的光譜上，只在綠光對應的波長范圍內，有一個尖銳的吸收峰。

當它被綠光照射時，吸收峰就會消失，且其他波長范圍內，也不會有任何吸收或反射的狀態，所以分子由紫色變為無色。如此看來，DASAs分子是一種準確操控顏色變換的理想部件，利用互補色實現了顏色調控。

他琢磨，在其他分子配合下，將典型的DASAs分子設計進一種材料。通常狀態下，材料能均勻吸收各種可見光。當被綠光照射時，它便開啟功能，使材料不再吸收綠光，但還能穩定吸收其他光線。“材料會不會就反射出綠光，跟著變色了？”

有了這個想法后，王東升做了初步的探索，花一個多月做出了一個薄膜材料。雖然成品較粗糙，但看到綠光照射下，材料緩緩顯出淡淡的綠色時，他信心倍增：“這個事應該成了。”

接下來的三年里，王東升經歷了提出理論、設計材料、實測結果、驗證理論等過程。其中，他花了一年多的時間，把分別吸收不同顏色的多種DASAs分子進行組合配比，完成穩定且可復制的制備方式，使最終合成的SAP材料能夠在綠色、黃色和紅色的光線照射下，變化出相應的顏色。

同時，材料還能在紅色仙客來、黃色銀杏和綠色黃金葛三種不同的植物叢中，識別出環境顏色并“隱匿”其中，提高了材料的應用性。

SAP材料逐漸隱匿于紅色仙客來、黃色銀杏和綠色黃金葛三種不同的植物叢中

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更有意思的是，材料可作為自適應偽裝涂裝材料，以涂料的形式進行應用。換句話說，如果涂在衣服上，就能實現“隱身”。

對自適應光致變色材料的研究，還在繼續。

“目前來說，我們還沒有完全實現對可見光光譜內所有顏色的調控，這是以后努力的方向。”王東升的“眼界”不局限于可見光區，他希望升級版的材料還能在紫外光區、紅外光區等實現自適應變色。

世界上很多顏色都不是標準七彩原色。比如，同一種顏色，有的鮮亮，而有的暗淡，這些是由光照值，即光的強度或亮度決定的。

“雖然環境顏色的深淺并不影響材料識別是‘哪種色’，但研究也考慮了材料對于光照值的識別能力，讓顯現出的顏色更為接近。”王東升說，目前研究急需完善的內容，是實現對不同混合色光譜級別的識別與模擬。

說到這，王東升突然饒有興致地提到了自己最喜歡的動物——皮皮蝦的“親弟兄”，雀尾螳螂蝦。

人的眼睛中有感受紅、綠、藍三種顏色的視錐細胞，這三種顏色恰好是自然界的三原色。所以，在人類自身發達的視覺和大腦處理系統支撐下，我們可以感受五彩的世界。

“但雀尾螳螂蝦的眼睛，擁有16種視錐細胞。它不僅比人類看到更多彩的世界，還能看到紫外線、紅外線，甚至是弧形偏振光。”王東升講到，擁有如此好“視力”的雀尾螳螂蝦，就算在瑰麗絢爛的珊瑚礁里穿行，也不會“亂花漸欲迷蝦眼”。

雀尾螳螂蝦的特殊能力激發了王東升新的研發思路。“或許未來我們會在材料中加入更多的光致變色分子，又或者去縮短分子間在光譜上的距離。總之找到更多路徑，讓材料更加敏銳。”

讓王東升欣慰的是，目前來看，在-20℃到70℃的溫度范圍內，材料的變色功能都可以正常發揮，滿足了大多應用場景的需求。“只是變色的速度從10秒到20秒不等，暫不可控。”

盡管還有很多難題需要攻克，但王東升并不焦慮，更多的是樂觀和從容。因為這項研究在他眼里，是充滿“美”的，而他也愿意給這份工作增添更多樂趣。

平日里，王東升在匯報PPT文字、論文插圖的顏色選取上，都會參照經典的配色方案，讓復雜的數據和專業的文字，凸顯出藝術美感。“我希望看到它的人，都覺得是生動且有用的。不僅讓外行人看到熱鬧，也讓內行人看到門道。”

實驗過程中，如果一時半會兒想不出解決方案了，他就會帶上自己的相機，走出實驗室。“有時候就是要跳出固有的環境或者思維，多看看其他的。走走停停中，說不定就能找到那把鑰匙。”

攝影，是他十多年光敏分子與材料研究生涯中特殊的陪伴。

在王東升電腦收藏夾里，有一張是他爬到巴黎一棟房屋樓頂拍攝的城市“藍調時刻”。

通常在日出或日落前的半小時內，當太陽位于地平線下4度到6度之間時，陽光透過大氣層的散射便會將天空和城市渲染成靜謐的藍色。

照片中，正值華燈初上。車水馬龍的“金色”街道，盡顯律動感和熱烈。整座城市，濃淡相宜。

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