自然界許多動(dòng)物（如變色龍、章魚等）在受到環(huán)境刺激時(shí)，可通過肌肉活動(dòng)調(diào)節(jié)表皮微/納米結(jié)構(gòu)來(lái)改變皮膚的顏色或透明度，以實(shí)現(xiàn)偽裝和交流的目的。受此啟發(fā)，研究人員通常采用光刻技術(shù)或自組裝技術(shù)來(lái)制備微/納米表面結(jié)構(gòu)或微/納米顆粒陣列，在應(yīng)力作用下由于微/納周期結(jié)構(gòu)的改變從而引起力致變色效應(yīng)。然而，這些策略仍存在材料體系復(fù)雜、制備工藝繁瑣、成本高、材料力學(xué)穩(wěn)定性差等問題。如何簡(jiǎn)單有效、低成本地制備力致變色材料仍然是該領(lǐng)域的難題。

針對(duì)上述問題，西安交大金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫軍院士團(tuán)隊(duì)提出了一種基于褶皺表面動(dòng)態(tài)調(diào)控實(shí)現(xiàn)多種力致變色行為的新策略。采用極其簡(jiǎn)單的SiOx/PDMS材料體系，通過巧妙控制力響應(yīng)型動(dòng)態(tài)褶皺表面，實(shí)現(xiàn)了不同類型的力致變色效應(yīng)，分別為力致亮度改變型(brightness mechanochromism, BM)、力致顏色改變型(hue change mechanochromism, HCM)、力致可視角改變型(viewable angle mechanochromism, VAM) (如圖所示)，并探索了力響應(yīng)型褶皺表面在智能顯示、防窺防偽、柔性應(yīng)變傳感等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。上述策略制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，材料可逆性和穩(wěn)定性優(yōu)異，具有潛在的商業(yè)前景。

該研究成果以《褶皺動(dòng)態(tài)調(diào)控及力致變色》(Reversible Mechanochromisms via Manipulating Surface Wrinkling)為題發(fā)表于《納米快報(bào)》(Nano Letters)上。西安交通大學(xué)吳凱副教授、博士研究生祝婷、西北大學(xué)朱亮亮副教授為論文的共同第一作者，劉剛教授和孫軍教授為共同通訊作者，參與該工作的還包括美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的陳曦教授。西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為唯一通訊單位。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等資助。

近年來(lái)，孫軍院士課題組在薄膜褶皺變形研究方面取得一系列進(jìn)展，相關(guān)研究已發(fā)表在《先進(jìn)材料》《納米快報(bào)》《材料快報(bào)》等期刊上。（來(lái)源：西安交大）