王东升曾在网上碰到过一个问题：如果有机会获得一项超能力，你想要哪一种？他的选择是“隐形”。

没想到多年后，这个不切实际的“幻想”，竟在他自己手中成真了。

最近，电子科技大学光电科学与工程学院副教授王东升和教授韦晨、郑永豪造出了一种会随着环境变化而相应变色的材料，相关论文发表于《科学进展》。这种材料能在环境光线的作用下自动变换为相应的颜色，从而实现“隐形”。

这个发现背后的解题思路，是王东升从自己最爱的摄影中获得的。

在充满色彩和光影的材料学领域里解题，王东升乐在其中，因为这和自己追求的“美”一致。

爱好和专业相辅相成，他的学术世界，流光溢彩。

王东升。罗莎/摄

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“变色龙”

这是一项“外行人能看到热闹，内行人又能看出门道”的科学研究。

外行人会惊讶：材料没有大脑和神经，怎么可能自己变色？

内行人会好奇：现在的变色材料都得在外力加持下发生变化，是怎么做到“自适应”的？

在自然界，变色龙会根据心情、环境和温度的变化来改变自己的皮肤颜色。材料领域也有自己的“变色龙”：一种名为“光致变色”的材料，受到光源激发后会产生颜色的变化。

而王东升和团队新提出的“Self-adaptive photochromism（SAP）”，即“自适应光致变色”功能，指的是完全靠材料本身的性质识别环境颜色并始终与其保持一致。

演示视频里，装有SAP材料的方管被笼罩上绿色亚克力盒后，内部逐渐腾起绿色的“烟雾”。十秒左右，原本在白光光照下呈黑色的材料，就已完全与绿色亚克力盒“相融”。如换成橙色或红色的亚克力盒，材料也会随之“变装”。

装有SAP材料的方管被罩上不同颜色的亚克力盒后，实现不同的“变装”。受访者供图

在国外，有研究人员研制过类似的“变色”系统。主要利用摄像头捕捉环境颜色，通过运算后，向变色材料发出刺激信号，基于温度或拉伸的条件来实现颜色的变化。但这样的体系高度依赖电子设备，且设计复杂造价高，如受外部影响就会“罢工”。

此类“自适应光致变色”材料，完全依靠自身材料的“反应”实现变色，从以前的“有源式”伪装进化到了“无源式”伪装。

变色龙之所以能够变换体色，是因为其身体内部的神经学调控机制，能够“指挥”皮肤表层内的色素细胞。但材料没有“神经系统”，如何实现自我调控？一种名为给体-受体斯坦豪斯加合物（donor-acceptor Stenhouse adducts；DASAs）的光致变色分子发挥了作用。

DASAs本身就是一种光致变色分子，在可见光的作用下会从有色转变为无色。王东升和团队通过特殊的匹配原理，将不同种类的DASAs分子“融合”为一种新材料。

每一类DASAs分子，就像一个调色“开关”，受到特定光线照射后，对该光线的吸收能力就会下降，并反射出来使材料变色。

整个运行机制如一个控制电路。在某种光线照射下，只会触发相应的分子“开关”，但不引起其他变动，从而“亮起”与光线一致的颜色。

在此之前，大多数光敏材料与器件的整体控制逻辑都很简单，呈现“0”和“1”的对立切换关系。例如，光控药物释放系统的“打开”和“关闭”、加密与防伪领域中信息的“显影”与“隐藏”、有机光电二极管中的“导通”与“断开”……

“我们希望，这样单一的开关式控制逻辑，能够向多状态、多模式、多阶段发展。”王东升说，就像是自己手中相机上的模式转盘，可以随时精准切换不同的拍摄模式。

“人类都能感受到环境的复杂并作出不同反应，材料也可以。我们顺应材料本身性质去设计，也许就能更好开发它的敏锐性。”他相信，材料比人们想象的更聪明。

怀揣这一想法，三年前王东升开始着手自适应光致变色材料的研究。在摄影中养成的对色彩应用的感悟力，激发了他不少灵感。

每次快门按下前，王东升对相邻色、互补色、分裂互补色等的颜色关系的使用熟稔于心，十分注重照片里不同色彩的配合。

想要照片更有张力，视觉更具冲击力，互补色的应用很关键。明亮橙色的花朵，和青色天空，就是一组不错的搭配。

研发期间，有一次王东升偶然打开了一张色环图。看着每组呈对角线分布的互补色时，他陷入沉思，细究起一直被自己忽略的深层逻辑：“互补的两个颜色，在光谱上呈现的‘吸收’和‘反射’也是相对的。”

可见光光谱内，主要分为赤橙黄绿青蓝紫七种原色光，每种颜色的可见光对应不同的波长范围。我们周围物体之所以会呈现特定的颜色，是因为能反射这种颜色相应波长的可见光。

同时，物体还会吸收其他不同波长范围的可见光，而对自身颜色互补色光线的吸收，是最强烈的。“如果我们想让物体变色，能否从其互补色入手？”王东升不禁产生好奇。

他想到了一类名为DASAs的可变色分子。其特性就在于，如果受到与自身颜色互补色光线的照射，就会变无色。

而且它不“拖泥带水”，反射某种可见光的同时，只吸收与其颜色互补的可见光。

“不像大多数物质，还会吸收其余的大部分光线，只是强弱有别。”王东升举例，最典型的一种DASAs，颜色为紫，即反射紫光。紫与绿为互补色，它的光谱上，只在绿光对应的波长范围内，有一个尖锐的吸收峰。

当它被绿光照射时，吸收峰就会消失，且其他波长范围内，也不会有任何吸收或反射的状态，所以分子由紫色变为无色。如此看来，DASAs分子是一种准确操控颜色变换的理想部件，利用互补色实现了颜色调控。

他琢磨，在其他分子配合下，将典型的DASAs分子设计进一种材料。通常状态下，材料能均匀吸收各种可见光。当被绿光照射时，它便开启功能，使材料不再吸收绿光，但还能稳定吸收其他光线。“材料会不会就反射出绿光，跟着变色了？”

有了这个想法后，王东升做了初步的探索，花一个多月做出了一个薄膜材料。虽然成品较粗糙，但看到绿光照射下，材料缓缓显出淡淡的绿色时，他信心倍增：“这个事应该成了。”

接下来的三年里，王东升经历了提出理论、设计材料、实测结果、验证理论等过程。其中，他花了一年多的时间，把分别吸收不同颜色的多种DASAs分子进行组合配比，完成稳定且可复制的制备方式，使最终合成的SAP材料能够在绿色、黄色和红色的光线照射下，变化出相应的颜色。

同时，材料还能在红色仙客来、黄色银杏和绿色黄金葛三种不同的植物丛中，识别出环境颜色并“隐匿”其中，提高了材料的应用性。

SAP材料逐渐隐匿于红色仙客来、黄色银杏和绿色黄金葛三种不同的植物丛中

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更有意思的是，材料可作为自适应伪装涂装材料，以涂料的形式进行应用。换句话说，如果涂在衣服上，就能实现“隐身”。

对自适应光致变色材料的研究，还在继续。

“目前来说，我们还没有完全实现对可见光光谱内所有颜色的调控，这是以后努力的方向。”王东升的“眼界”不局限于可见光区，他希望升级版的材料还能在紫外光区、红外光区等实现自适应变色。

世界上很多颜色都不是标准七彩原色。比如，同一种颜色，有的鲜亮，而有的暗淡，这些是由光照值，即光的强度或亮度决定的。

“虽然环境颜色的深浅并不影响材料识别是‘哪种色’，但研究也考虑了材料对于光照值的识别能力，让显现出的颜色更为接近。”王东升说，目前研究急需完善的内容，是实现对不同混合色光谱级别的识别与模拟。

说到这，王东升突然饶有兴致地提到了自己最喜欢的动物——皮皮虾的“亲弟兄”，雀尾螳螂虾。

人的眼睛中有感受红、绿、蓝三种颜色的视锥细胞，这三种颜色恰好是自然界的三原色。所以，在人类自身发达的视觉和大脑处理系统支撑下，我们可以感受五彩的世界。

“但雀尾螳螂虾的眼睛，拥有16种视锥细胞。它不仅比人类看到更多彩的世界，还能看到紫外线、红外线，甚至是弧形偏振光。”王东升讲到，拥有如此好“视力”的雀尾螳螂虾，就算在瑰丽绚烂的珊瑚礁里穿行，也不会“乱花渐欲迷虾眼”。

雀尾螳螂虾的特殊能力激发了王东升新的研发思路。“或许未来我们会在材料中加入更多的光致变色分子，又或者去缩短分子间在光谱上的距离。总之找到更多路径，让材料更加敏锐。”

让王东升欣慰的是，目前来看，在-20℃到70℃的温度范围内，材料的变色功能都可以正常发挥，满足了大多应用场景的需求。“只是变色的速度从10秒到20秒不等，暂不可控。”

尽管还有很多难题需要攻克，但王东升并不焦虑，更多的是乐观和从容。因为这项研究在他眼里，是充满“美”的，而他也愿意给这份工作增添更多乐趣。

平日里，王东升在汇报PPT文字、论文插图的颜色选取上，都会参照经典的配色方案，让复杂的数据和专业的文字，凸显出艺术美感。“我希望看到它的人，都觉得是生动且有用的。不仅让外行人看到热闹，也让内行人看到门道。”

实验过程中，如果一时半会儿想不出解决方案了，他就会带上自己的相机，走出实验室。“有时候就是要跳出固有的环境或者思维，多看看其他的。走走停停中，说不定就能找到那把钥匙。”

摄影，是他十多年光敏分子与材料研究生涯中特殊的陪伴。

在王东升电脑收藏夹里，有一张是他爬到巴黎一栋房屋楼顶拍摄的城市“蓝调时刻”。

通常在日出或日落前的半小时内，当太阳位于地平线下4度到6度之间时，阳光透过大气层的散射便会将天空和城市渲染成静谧的蓝色。

照片中，正值华灯初上。车水马龙的“金色”街道，尽显律动感和热烈。整座城市，浓淡相宜。

 巴黎的“蓝调时刻”。王东升/摄

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