德國(guó)萊布尼茲聚合物研究所的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種特殊的的石墨烯涂層，這種石墨烯涂層能夠在它變形或破裂時(shí)改變顏色，該論文發(fā)表在《Material Horizons》上。該團(tuán)隊(duì)在論文中描述了這種石墨烯涂層的制備方式，并闡述了它們的潛在商業(yè)價(jià)值：用于人造設(shè)備設(shè)施的故障檢測(cè)。飛機(jī)和橋梁等設(shè)備設(shè)施都有可能在毫無(wú)征兆的情況下突然出現(xiàn)故障。事實(shí)也證明，在故障前，這些涉及人身安全的設(shè)施所出現(xiàn)的異常難以被人察覺(jué)。

    例如，飛機(jī)機(jī)翼和其它飛機(jī)部件在受到一定的驟加應(yīng)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生微裂紋，這些裂紋也許會(huì)導(dǎo)致故障，但是又難以用肉眼觀察出來(lái)。萊布尼茲聚合物研究所的這項(xiàng)研究成果，會(huì)讓檢測(cè)變得更加容易。那么，這種新型石墨烯涂層是怎樣實(shí)現(xiàn)一遇形變或破裂就變色的呢？

    一般的人造材料通常是通過(guò)顏料來(lái)著色——這些顏料能吸收一定范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，也能反射一定的波長(zhǎng)。但是，自然界中的生物通常是通過(guò)特定的、“精心設(shè)計(jì)”的結(jié)構(gòu)來(lái)反射，放大或吸收某些頻率范圍內(nèi)的光。

    這樣的顏色又稱為“結(jié)構(gòu)色” （structural colour，又稱物理色），可變結(jié)構(gòu)色帶來(lái)了自然界中生物的色彩變化。例如，昆蟲(chóng)體壁上有極薄的蠟層、刻點(diǎn)、溝縫或鱗片等細(xì)微結(jié)構(gòu)，使光波發(fā)生折射、漫反射、衍射或干涉而產(chǎn)生的各種顏色，甲蟲(chóng)體壁表面的金屬光澤和閃光也是典型的結(jié)構(gòu)色。

    為了制備類似生物“結(jié)構(gòu)色”的涂層，研究人員通過(guò)使用特殊的沉積方法，使石墨烯納米片（GNPs）堆疊出獨(dú)特的“鱗片”結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)諧精細(xì)的平行多層結(jié)構(gòu)，他們?cè)谝粋€(gè)復(fù)合相間區(qū)域觀察到了石墨烯涂層從紅色、黃色到綠色的可變結(jié)構(gòu)色。

    在原生狀態(tài)下，石墨烯涂層呈紅色，但是如果一些因素使石墨烯的平面發(fā)生了內(nèi)凹或外凸，該涂層將會(huì)變成黃色；在破裂的情況下，由于割裂了該涂層近鄰薄片之間的連接，它又會(huì)變成綠色。這就使人們觀察材料是否受到損害變得更加容易。

    這種顏色的變化過(guò)程在顯微鏡下是非常明顯的——精心放置的石墨烯薄片的任何結(jié)構(gòu)變化都會(huì)導(dǎo)致其中某些石墨烯薄片的方位發(fā)生變化，這就造成了光在涂層的某些方向（不同于大多數(shù)薄片方向）發(fā)生反射。

    研究人員相信，他們制備的涂層或與其類似的產(chǎn)品有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。但是，該涂層在揭示材料變形和破裂程度的有效性仍待測(cè)試，這種涂層是否能適應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中惡劣的環(huán)境也尚未明確。