想象一下，如果超能力不再是幻想，王東升的奇跡般現實化了。
這位電子科技大學光電科學與工程學院的副教授，攜手教授韋晨和鄭永豪，成功研發出一種智能變色材料，能夠隨環境光線變化而自動調整顏色，實現“隱形”效果。
這一突破性成果已在《科學進展》雜志發表。王東升的靈感來源于他對攝影的熱愛，在光影交織的材料學世界中尋找答案，他發現美與科學的完美融合。
他的學術旅程不僅光彩奪目，更是愛好與專業完美結合的典范。
王東升。羅莎/攝
這項科學研究既令人著迷又充滿深意，它讓外行人驚嘆于材料的神奇變化，同時讓內行人對背后的科學原理充滿好奇。想象一下，沒有大腦和神經的材料如何能夠自我變色？而這就是自然界中變色龍的奧秘所在，它們能夠根據情緒、環境和溫度的變化調整皮膚顏色。現在，材料科學領域也迎來了自己的“變色龍”——一種名為“光致變色”的智能材料。王東升及其團隊最新提出的“自適應光致變色”（Self-adaptive photochromism, SAP）技術，使得材料能夠僅憑自身特性識別并同步環境色彩。在一段演示視頻中，裝有SAP材料的方管被綠色亞克力盒覆蓋后，內部仿佛升起了綠色的“煙霧”，短短十秒內，原本在白光下呈現黑色的材料便與綠色亞克力盒完美融合。無論是橙色還是紅色亞克力盒，SAP材料都能迅速“變裝”，展現出驚人的適應性。
裝有SAP材料的方管被罩上不同顏色的亞克力盒后，實現不同的“變裝”。受訪者供圖
在國際科研領域，一項革命性的“變色”技術正引起廣泛關注。該技術通過攝像頭捕捉周圍環境的色彩，并經過精確計算后，向變色材料發送信號，依據溫度或拉伸的變化來調整顏色。
然而，這種系統對電子設備的依賴性高，結構復雜且成本昂貴，容易受到外界干擾而失效。與之相比，“自適應光致變色”材料則完全依靠自身的“反應”來實現顏色變化，標志著從“有源式”偽裝向“無源式”偽裝的飛躍。這種材料模仿了變色龍的體色變化機制，即通過神經學調控來指揮皮膚表層的色素細胞。
盡管材料本身沒有神經系統，但一種名為給體-受體斯坦豪斯加合物（DASAs）的光致變色分子卻發揮了關鍵作用。DASAs能在可見光照射下從有色變為無色。王東升及其團隊利用獨特的匹配原理，將不同種類的DASAs分子巧妙融合成一種新型材料。
DASAs分子，這些色彩魔術師，每當特定光線照射其上，它們就像調色板上的開關，吸收能力減弱，反射出新的色彩，使材料變幻莫測。它們的運作機制宛如一個精巧的控制電路，在特定光線的觸發下，僅激活相應的分子“開關”，點亮與光線同步的色彩。過去，光敏材料和器件的控制邏輯往往簡單直接，僅在“開”與“關”之間切換。然而現在，我們追求的不僅是這種單一的開關邏輯，而是向著多狀態、多模式、多階段的智能控制邁進。正如王東升所言：“我們可以像操作相機模式轉盤一樣靈活切換不同的拍攝模式。”他堅信材料本身具有超乎想象的智慧和敏銳性，順應其自然屬性的設計將能更充分地挖掘它們的潛力。
三年前，王東升帶著一個創新的想法，踏上了自適應光致變色材料的研究之旅。他的攝影背景賦予了他對色彩運用的敏銳洞察力，這種洞察力在他的研究中迸發出無數靈感。在攝影的世界里，王東升對相鄰色、互補色、分裂互補色等色彩關系的運用游刃有余，他深知如何通過色彩搭配增強照片的張力和視覺沖擊力。例如，明亮橙色的花朵與青色天空的對比，便是他鐘愛的搭配之一。在研發過程中的一個偶然時刻，王東升的目光落在了一張色環圖上。他凝視著那些對角線分布的互補色，陷入了深思。他開始探索那些被忽視的色彩深層邏輯：“互補色的‘吸收’與‘反射’在光譜上是相對的。”在可見光光譜中，赤橙黃綠青藍紫七種原色光各自對應不同的波長范圍。物體之所以呈現出特定的顏色，是因為它們反射了相應波長的可見光，并吸收了其他波長的光。特別是對于自身顏色的互補色光線的吸收最為強烈。這引發了王東升的好奇：“我們是否能夠通過互補色來實現物體的顏色變化呢？”
他想到了一類名為DASAs的可變色分子。其特性就在于，如果受到與自身顏色互補色光線的照射，就會變無色。
DASAs分子以其獨特的光學特性脫穎而出，它們在反射特定可見光的同時，僅吸收與其顏色互補的光線。這與大多數物質不同，后者會吸收大部分剩余光線，只是強度有所差異。以紫色DASAs為例，它反射紫光而吸收綠光——紫與綠是互補色。在光譜上，這種分子只在綠光對應的波長處展現出一個尖銳的吸收峰。當暴露于綠光下時，這個吸收峰消失，而其他波長則不發生任何吸收或反射變化，導致分子顏色從紫色變為無色。王東升巧妙地將這一原理應用于材料設計中。他構想了一種材料，在常規狀態下能均勻吸收所有可見光。但一旦受到綠光照射，這種材料便激活其功能，停止吸收綠光而繼續穩定地吸收其他光線。他好奇地探索：“材料會不會反射出綠光并隨之變色？”經過一個多月的努力和初步實驗，他成功制造出了一種薄膜材料。盡管成品略顯粗糙，但當他看到材料在綠光照射下逐漸顯現出淡綠色時，他的信心大增：“這個項目有望成功。”
接下來的三年里，王東升經歷了提出理論、設計材料、實測結果、驗證理論等過程。其中，他花了一年多的時間，把分別吸收不同顏色的多種DASAs分子進行組合配比，完成穩定且可復制的制備方式，使最終合成的SAP材料能夠在綠色、黃色和紅色的光線照射下，變化出相應的顏色。
同時，材料還能在紅色仙客來、黃色銀杏和綠色黃金葛三種不同的植物叢中，識別出環境顏色并“隱匿”其中，提高了材料的應用性。
SAP材料逐漸隱匿于紅色仙客來、黃色銀杏和綠色黃金葛三種不同的植物叢中
更有意思的是，材料可作為自適應偽裝涂裝材料，以涂料的形式進行應用。換句話說，如果涂在衣服上，就能實現“隱身”。
自適應光致變色材料的研究正如火如荼地進行中。王東升表示，盡管目前尚未能完全掌控可見光光譜內所有顏色的調控，但這是未來研究的關鍵方向。他的視野不僅限于可見光，還希望新一代材料能在紫外和紅外光區實現自適應變色。顏色的多樣性源于光照值的不同，即光的強度或亮度。雖然環境顏色的深淺不影響材料識別“哪種色”，但研究已考慮了材料對光照值的識別能力，以使顯現出的顏色更接近真實。王東升強調，當前研究亟需完善的是實現對不同混合色光譜級別的識別與模擬。他提到了自己最喜歡的動物——雀尾螳螂蝦，其擁有16種視錐細胞，不僅能看到比人類更豐富的色彩，還能感知紫外線、紅外線和弧形偏振光。這種特殊能力激發了他新的研發思路：未來可能在材料中加入更多光致變色分子或縮短分子間在光譜上的距離，以提高材料的敏銳度。
王東升對于他的材料變色功能在-20℃至70℃溫度范圍內的穩定表現感到欣慰，這一特性滿足了眾多應用場景的需求。盡管變色速度尚在10秒到20秒之間波動，且暫時無法控制，王東升卻以樂觀和從容的態度面對挑戰。他視這項研究為一種美的探索，并致力于在工作中注入樂趣。在日常工作中，無論是匯報PPT的文字還是論文插圖的顏色選擇，王東升都會借鑒經典配色方案，使復雜的數據和專業文字煥發藝術之美。他希望每個人都能感受到這份工作的生動和價值，讓外行人欣賞熱鬧的同時，也讓內行人洞察其中的深意。當實驗遇到難題時，王東升會帶上相機走出實驗室。他認為有時候需要跳出既定環境和思維模式，通過觀察周圍的世界來尋找靈感。攝影不僅是他十多年光敏分子與材料研究生涯中的特別伴侶，也是他在科研道路上尋找答案的獨特方式。
在王東升電腦收藏夾里，有一張是他爬到巴黎一棟房屋樓頂拍攝的城市“藍調時刻”。
通常在日出或日落前的半小時內，當太陽位于地平線下4度到6度之間時，陽光透過大氣層的散射便會將天空和城市渲染成靜謐的藍色。
照片中，正值華燈初上。車水馬龍的“金色”街道，盡顯律動感和熱烈。整座城市，濃淡相宜。
巴黎的“藍調時刻”。王東升/攝
