论文部分内容阅读
自然界有一种大名鼎鼎、非常奇特的冷血动物——“变色龙”,它其实与传说中的龙没有什么关系,而是一种两栖爬行动物——蜥蜴的俗称,它的奇特之处在于身体一天可以变化七八种颜色呢!
“变色龙”变色的秘密
每当环境的颜色、温度、光线发生变化,或者受到什么惊吓,“变色龙”表皮下的色素细胞就会发生变化,从而呈现出各种颜色,如能变成绿色、黄色、米色或深棕色,还常带一些浅色或深色斑点,“变色龙”为什么要不断改变身体颜色呢?原因很复杂,人们普遍认为,“变色龙”变色至少是为了与周围环境颜色一致,便于保护自己和方便捕食,这是动物长期生活在自然环境中的一种适应性。
大自然中还有很多和“变色龙”一样的动物呢!在南美洲亚马逊河流域,有一种能改变色彩的“魔服蝴蝶”,这种神奇的蝴蝶翼翅排列着特殊鳞片,在阳光下会发生奇异的变色现象,十分引人注目。
形形色色的变色材料
动物“变色”给了人们很大的启发,目前,人们已开发出很多的变色材料,给我们带来了“多彩”的生活,下面是我们经常遇到的几种变色材料。
遇到光而变色的材料:某些化合物在一定波长和强度的光的作用下,分子结构会发生改变,而且这种改变一般是可逆的,可以将其制成计算机的记忆存储元件,实现信息的记忆与消除过程,这种材料记录信息的密度大得难以想象,而且抗疲劳性能好,能快速写入和擦除信息,这是记忆存储材料的一个新的发展方向。
随着温度变化而变色的材料:是指随温度变化而颜色发生变化的纤维,其中“热敏变色纤维”最受欢迎,由这种材料制成的服装,随着温度变化,有的变幻出斑斓的色彩,有的变化出精美的图案,还有的整个衣服变了一种新颜色。
遇水而变色的材料:这种材料对湿度有较强的敏感度,能确切显示出材料表面受潮的程度,由这种材料制成标签,可以用于一些电子设备、电池、手机用品中,显示因进水遇潮而导致的损坏。
能随外加电压改变颜色的材料:有一种变色聚合体,当外加电压改变时,其反射的光线也将随之改变,从外面看来仿佛是材料本身改变了颜色,目前,科学家已经研制出含有变色聚合体的变色线,由微控制器操纵,当人们穿上由这种变色线织成的衣物时,它将随着穿衣者的心情改变颜色,或者自动感知周围环境的色彩并作出相应的颜色调整。
遇紫外线而变色的材料:利用这种材料制成拇指大小的黄色贴片,能够在吸收一定量的紫外线后变色,当它变成深橙色时,就是发布“日晒警报”,警告我们受到能导致皮肤晒伤的紫外辐射了,应该马上远离日光、打开遮阳伞、披上衣服,或者涂抹更多的防晒油。
变色材料在生活中的妙用
由变色材料制成的变色产品应用十分广泛,除应用于服装外,科学家还模仿动物变色开发出“智能玻璃”,又称“光致变色玻璃”或光色玻璃,可以根据室外阳光的强弱自动改变透明程度,或改变颜色,保持室内一定的光线和温度,非常人性化,还可以节约大量能源,而由变色玻璃做成的“变色眼镜”,在适当波长光的辐照下会改变其颜色,而移去光源时又会恢复其原来颜色,十分受欢迎,对于保护眼睛非常有用
更奇妙的是,一种用来改善睡眠状况的装置已经研制成功,在装有这种装置的卧室中,当你躺在床上熄灯以后,天花板和四壁就会慢慢改变颜色,呈现出群星闪烁的田园景象,忽隐忽现,使你很快进入梦乡,由此还诞生了一门新的学科——生理工艺设计学。
变色材料在工业中的应用
在工厂的各种设备中,有一些部件容易发生损坏,以至造成事故,人们发现,这些部件发生损害之前,自身的温度往往会升高,但是技术人员用眼睛很难观察出来,科学家发明了一种“变色涂料”,一旦温度升高到一定数值,自身颜色就会发生明显变化,如由黄色变成了橙色红!把这种“变色涂料”涂在昂贵的精密车床上,当某一个部件的温度升高时,这个部件的颜色就会发生变化,工作人员看见“颜色的语言”:变色啦!马上停机找出升温原因,替换变色的部件,十分快捷可靠,可以有效地避免事故发生。
科学家还研制出一种新型“测温蜡笔”,它是在蜡笔芯中加入了能随温度变化而变化的色素,不同的色素,可以测定不同的温度,比如,用一支可测200℃高温的蓝蜡笔,在被测物体上轻轻划一下,会留下蓝色痕迹,在2s内,如果蓝色痕迹变成黑色,表明被测物体的温度达到了200℃,有时被测温度范围不清楚,可以选择几支不同温度的“测温蜡笔”,同时划上,看看哪条痕迹变色,即可确定温度。
“测温蜡笔”有100多个不同温度可供选择,范围由38℃至1000℃,“测温蜡笔”体积小巧,测量精确度高,使用十分方便,应用范围广泛,成本低廉,是当今世界上最先进的测温产品之一。
变色材料在新科技中的应用
在现代战争中,军队的伪装极为重要,世界各国军服达数百种,大多以“迷彩”绿色为主,目的在于伪装,现在发明了一种“变色纤维”,用它制成的迷彩服装,在草原上就是草绿色,在红土地上就是砖红色,在雪地上就变成银白色,这种迷彩衣服由微控制器操纵,能自动感知周围环境的图案及色彩并作出相应的调整,与之融为一体,穿着变色迷彩衣者似乎隐身了。
科学家还在研制另一种变色衣,它采用有源系统,以近似迷彩图案的金属涂层置于织物表面,用电源来调节金属涂层的温度和热辐射强度,使之与所处的环境背景相一致,战士穿着这种变色迷彩军服,能根据环境温度变化及时调整自己军服的颜色,向外发出红外辐射源,使自己的红外特征与周围环境保持一致,这样不但人的肉眼难以发现,而且连热成像仪和雷达也难以发现。
为了更好地伪装军事设备,现存还发明了一种“光变色涂料”,它能够随着背景色调变化而自动变色,所以也叫“变色龙涂料”,军事上可以很好地伪装各种设备,这种变色涂料还有一种效果,就是能够减少装备对太阳能的吸收,使被涂物体外表面温度降低10℃~20℃,内部温度降低5℃~10℃,可以用于坦克、汽车、大炮和飞机,降温效果极为明显。
我们知道,海上舰船的伪装十分困难,茫茫大海没有任何隐蔽的地方,现在一种舰船专用的“变色龙涂料”已研制成功,这种涂料在晴天是浅灰色的,阴天则变成灰绿色,夜间或在红外线照射下呈黑色,与大海融为一色,伪装十分巧妙。
宇宙飞船和航天飞机在太空中,受阳光照射的一面非常热,而阴面又非常冷,科学家正在研制一种“变色光学镀膜”,根据受到阳光照射的强弱,自动改变颜色深浅,用来调节吸收或反射阳光的程度,这样宇宙飞船和航天飞机内部保持恒温就容易多了!
另外,宇宙飞船和航天飞机升空和返回时,都要经受高温的考验,必须时刻掌握不同部位的温度,假设将七八种代表不同变色温度的涂料,相间地刷到航天器的表面,这样,不管它在天上飞,还是已经回收到地面,看到它的颜色,我们就可以知道它的局部温度,可以省去一套复杂的温度检测系统,尤其可以省去大量测温探头和布线,大大减轻航天器的重量。
总之,变色材料引发的新技术是个内涵非常丰富的领域,还有许多尖端研究课题有待于突破,人们期待有一天能够研制出像“变色龙”一样高智能的变色材料,这对于国防军事领域显得尤其重要啊!
责任编辑 程哲
“变色龙”变色的秘密
每当环境的颜色、温度、光线发生变化,或者受到什么惊吓,“变色龙”表皮下的色素细胞就会发生变化,从而呈现出各种颜色,如能变成绿色、黄色、米色或深棕色,还常带一些浅色或深色斑点,“变色龙”为什么要不断改变身体颜色呢?原因很复杂,人们普遍认为,“变色龙”变色至少是为了与周围环境颜色一致,便于保护自己和方便捕食,这是动物长期生活在自然环境中的一种适应性。
大自然中还有很多和“变色龙”一样的动物呢!在南美洲亚马逊河流域,有一种能改变色彩的“魔服蝴蝶”,这种神奇的蝴蝶翼翅排列着特殊鳞片,在阳光下会发生奇异的变色现象,十分引人注目。
形形色色的变色材料
动物“变色”给了人们很大的启发,目前,人们已开发出很多的变色材料,给我们带来了“多彩”的生活,下面是我们经常遇到的几种变色材料。
遇到光而变色的材料:某些化合物在一定波长和强度的光的作用下,分子结构会发生改变,而且这种改变一般是可逆的,可以将其制成计算机的记忆存储元件,实现信息的记忆与消除过程,这种材料记录信息的密度大得难以想象,而且抗疲劳性能好,能快速写入和擦除信息,这是记忆存储材料的一个新的发展方向。
随着温度变化而变色的材料:是指随温度变化而颜色发生变化的纤维,其中“热敏变色纤维”最受欢迎,由这种材料制成的服装,随着温度变化,有的变幻出斑斓的色彩,有的变化出精美的图案,还有的整个衣服变了一种新颜色。
遇水而变色的材料:这种材料对湿度有较强的敏感度,能确切显示出材料表面受潮的程度,由这种材料制成标签,可以用于一些电子设备、电池、手机用品中,显示因进水遇潮而导致的损坏。
能随外加电压改变颜色的材料:有一种变色聚合体,当外加电压改变时,其反射的光线也将随之改变,从外面看来仿佛是材料本身改变了颜色,目前,科学家已经研制出含有变色聚合体的变色线,由微控制器操纵,当人们穿上由这种变色线织成的衣物时,它将随着穿衣者的心情改变颜色,或者自动感知周围环境的色彩并作出相应的颜色调整。
遇紫外线而变色的材料:利用这种材料制成拇指大小的黄色贴片,能够在吸收一定量的紫外线后变色,当它变成深橙色时,就是发布“日晒警报”,警告我们受到能导致皮肤晒伤的紫外辐射了,应该马上远离日光、打开遮阳伞、披上衣服,或者涂抹更多的防晒油。
变色材料在生活中的妙用
由变色材料制成的变色产品应用十分广泛,除应用于服装外,科学家还模仿动物变色开发出“智能玻璃”,又称“光致变色玻璃”或光色玻璃,可以根据室外阳光的强弱自动改变透明程度,或改变颜色,保持室内一定的光线和温度,非常人性化,还可以节约大量能源,而由变色玻璃做成的“变色眼镜”,在适当波长光的辐照下会改变其颜色,而移去光源时又会恢复其原来颜色,十分受欢迎,对于保护眼睛非常有用
更奇妙的是,一种用来改善睡眠状况的装置已经研制成功,在装有这种装置的卧室中,当你躺在床上熄灯以后,天花板和四壁就会慢慢改变颜色,呈现出群星闪烁的田园景象,忽隐忽现,使你很快进入梦乡,由此还诞生了一门新的学科——生理工艺设计学。
变色材料在工业中的应用
在工厂的各种设备中,有一些部件容易发生损坏,以至造成事故,人们发现,这些部件发生损害之前,自身的温度往往会升高,但是技术人员用眼睛很难观察出来,科学家发明了一种“变色涂料”,一旦温度升高到一定数值,自身颜色就会发生明显变化,如由黄色变成了橙色红!把这种“变色涂料”涂在昂贵的精密车床上,当某一个部件的温度升高时,这个部件的颜色就会发生变化,工作人员看见“颜色的语言”:变色啦!马上停机找出升温原因,替换变色的部件,十分快捷可靠,可以有效地避免事故发生。
科学家还研制出一种新型“测温蜡笔”,它是在蜡笔芯中加入了能随温度变化而变化的色素,不同的色素,可以测定不同的温度,比如,用一支可测200℃高温的蓝蜡笔,在被测物体上轻轻划一下,会留下蓝色痕迹,在2s内,如果蓝色痕迹变成黑色,表明被测物体的温度达到了200℃,有时被测温度范围不清楚,可以选择几支不同温度的“测温蜡笔”,同时划上,看看哪条痕迹变色,即可确定温度。
“测温蜡笔”有100多个不同温度可供选择,范围由38℃至1000℃,“测温蜡笔”体积小巧,测量精确度高,使用十分方便,应用范围广泛,成本低廉,是当今世界上最先进的测温产品之一。
变色材料在新科技中的应用
在现代战争中,军队的伪装极为重要,世界各国军服达数百种,大多以“迷彩”绿色为主,目的在于伪装,现在发明了一种“变色纤维”,用它制成的迷彩服装,在草原上就是草绿色,在红土地上就是砖红色,在雪地上就变成银白色,这种迷彩衣服由微控制器操纵,能自动感知周围环境的图案及色彩并作出相应的调整,与之融为一体,穿着变色迷彩衣者似乎隐身了。
科学家还在研制另一种变色衣,它采用有源系统,以近似迷彩图案的金属涂层置于织物表面,用电源来调节金属涂层的温度和热辐射强度,使之与所处的环境背景相一致,战士穿着这种变色迷彩军服,能根据环境温度变化及时调整自己军服的颜色,向外发出红外辐射源,使自己的红外特征与周围环境保持一致,这样不但人的肉眼难以发现,而且连热成像仪和雷达也难以发现。
为了更好地伪装军事设备,现存还发明了一种“光变色涂料”,它能够随着背景色调变化而自动变色,所以也叫“变色龙涂料”,军事上可以很好地伪装各种设备,这种变色涂料还有一种效果,就是能够减少装备对太阳能的吸收,使被涂物体外表面温度降低10℃~20℃,内部温度降低5℃~10℃,可以用于坦克、汽车、大炮和飞机,降温效果极为明显。
我们知道,海上舰船的伪装十分困难,茫茫大海没有任何隐蔽的地方,现在一种舰船专用的“变色龙涂料”已研制成功,这种涂料在晴天是浅灰色的,阴天则变成灰绿色,夜间或在红外线照射下呈黑色,与大海融为一色,伪装十分巧妙。
宇宙飞船和航天飞机在太空中,受阳光照射的一面非常热,而阴面又非常冷,科学家正在研制一种“变色光学镀膜”,根据受到阳光照射的强弱,自动改变颜色深浅,用来调节吸收或反射阳光的程度,这样宇宙飞船和航天飞机内部保持恒温就容易多了!
另外,宇宙飞船和航天飞机升空和返回时,都要经受高温的考验,必须时刻掌握不同部位的温度,假设将七八种代表不同变色温度的涂料,相间地刷到航天器的表面,这样,不管它在天上飞,还是已经回收到地面,看到它的颜色,我们就可以知道它的局部温度,可以省去一套复杂的温度检测系统,尤其可以省去大量测温探头和布线,大大减轻航天器的重量。
总之,变色材料引发的新技术是个内涵非常丰富的领域,还有许多尖端研究课题有待于突破,人们期待有一天能够研制出像“变色龙”一样高智能的变色材料,这对于国防军事领域显得尤其重要啊!
责任编辑 程哲