受體積小但極其致命的藍環章魚的啟發，研究人員創造了一種新技術，它能在各種光線下迅速改變顏色和外觀，從而實現偽裝和發出信號。這項技術可望應用於軍事、醫學和機器人等領域。

大藍環章魚（Hapalochlaena lunulata）利用瞬間的肌肉收縮來改變其五彩斑斕的皮膚圖案的大小和顏色，以偽裝自己，躲避潛在的捕食者，並向其他動物發出警告信號。這種收縮會拉伸或壓迫皮膚中的小氣球狀色素囊–嗜鉻細胞。

受到頭足類動物欺騙和發出信號能力的啟發，加州大學歐文分校（UCI）的研究人員創建了一個模仿它的技術平台。

研究的通訊作者阿隆-戈羅德茨基（Alon Gorodetsky）說：「我們對藍環章魚在隱藏狀態和暴露狀態之間快速切換皮膚標記的機制非常著迷。在這個計畫中，我們努力用我們在實驗室合成的獨特材料製成的裝置來模仿章魚的自然能力，其結果是一個章魚啟發的欺騙和信號系統，它可以直接製造，在連續操作的情況下可以長時間發揮作用，甚至在損壞時可以自我修復。”

該技術在結構上與藍環章魚的環非常相似：頂部透明的質子傳導聚合物電極、壬烯類活性層（其中一個起皺的藍色環圍繞著一個更扁平的棕色圓圈）、底層丙烯酸膜和底部透明的質子傳導聚合物電極。壬烯類設計分子有助於賦予該平台一些功能。

藍環章魚的自然變色機制（A 和B）和研究人員模仿它的平台（C）。

“在這個設備上，我們構思並設計了一種具有獨特結構的非烯類分子，”該研究的第一作者Preeta Pratakshya 說。”烯是一種有機碳氫化合物分子，具有一系列優勢特性，包括易於合成、可調電子特性和可控光學特性。我們的非烯類分子是烯類中的佼佼者，因為它們可以在空氣中儲存數年，並在空氣中連續照射一天以上的強光下存活。在如此苛刻的條件下，沒有任何其他膨體烯能顯示出如此綜合的長期穩定性。”

除了耐受性強之外，這些分子還賦予了該技術其他重要的藍環啟發特性，包括可調節的光譜特性、使用最少的設備在台式機上直接製造，以及在光照下的環境-大氣穩定性。

該系統可持續可靠地改變其可見光外觀約500 次，在環境條件下功能退化極小甚至沒有。它展示了其在電磁波譜紫外-可見光-近紅外線（UV-Vis-NIR）區域的能力，包括調節可見光顏色亮度、改變近紅外線對比度和調整多光譜螢光強度的能力。研究人員說，這種能力將使這種技術能夠偽裝其他物體而不被發現，或隱藏地向觀察者發出信號。令人意想不到的是，研究人員發現，該技術還能在沒有使用者乾預的情況下自主進行自我修復。

戈羅德茨基說：”我們的類壬烯分子–大概還有它的變體–的光物理穩健性和一般可加工性，為未來在傳統光電系統（如發光二極管和太陽能電池）中研究這些化合物提供了機會。”

研究人員說，他們易於製造的技術可以應用於軍事、醫學、機器人和永續能源領域。它的可擴展性意味著它可以用於覆蓋車輛、廣告牌甚至建築物等大面積區域。

這項研究發表在《自然-通訊》（Nature Communications）雜誌上，下面這段影片由戈羅捷斯基小組製作，比較了藍環章魚和生物啟發技術的變色能力。

三模式功能生物啟發裝置（附音訊）