“動物都是科學家”系列五懂納米技術的變色龍

馬睿棋

大家都知道，變色龍會變色。變色龍的皮膚好似有一個調色板，依靠這個“調色板”，變色龍能把皮膚的顏色調和得和周圍環境一樣，不僅能蒙蔽天敵，就連我們，也不會輕易發現它的存在。

變色龍變的這個魔術，叫作保護色。從生存角度來說，變色龍的變色可不僅是為了藏身于環境中，躲避天敵。雄性變色龍為了吸引雌性會變色，和雄性小伙伴進行競爭時也會變色，還會通過身體的變色與其他變色龍打招呼、聊天。變色，有時就是變色龍之間的語言。

不同尋常的變色

動物們多多少少都會改變體表的一些顏色，它們的膚色通常靠存儲在表皮細胞內的色素，有什么樣的色素，就有什么樣的膚色。

不過，這種變色的辦法太老舊了，變色龍可不喜歡。變色龍喜歡穿色彩斑斕的花衣服，這得準備多少種色素呀！而且，還得把這些色素分門別類放在不同的細胞里。這個辦法，成本太高。合成各種色素，需要很多物質和能量，對于變色龍小小的身體來說，真是不劃算。

變色龍懂得科技就是競爭力這一道理，它決定采用納米技術，做個納米科學家，棄用色素，而采用結構色，簡捷、快速地解決變色問題。變色龍極其善于通過納米晶體的隊形變換，選擇性地將太陽光里的一些色光反射出去，把另一些色光吸收掉，這一點可真不同尋常。

這是科學家的推測，還是變色龍真的這么了不起呢？舉個例子，變色龍平靜下來時是綠色的，但它并沒有綠色素，這就否定了色素說。

巧妙利用太陽光

玩色彩的不依靠色素，這是怎么回事？原來，太陽光就是天然的顏色大寶庫。人眼能分辨出太陽光里的幾種色光，我們將其定義為可見光。其他動物的眼睛，也有分辨太陽光里各種色光的能力。它們分辨的色光波長不一定和人類眼睛分辨出的色光波長范圍一樣，有的動物分辨出來的長些，有的分辨出來的短些。所以，同一個自然界，在我們的眼睛里和動物的眼睛里，色彩上可能并不一樣。在不同種類的動物眼中，也并不一定一樣，這取決于各自能看得到的太陽光光譜范圍。

怎樣利用太陽光來改變皮膚顏色呢？

眼睛能看到物體，是因為物體表面把太陽光反射到眼睛里。而眼睛能看到顏色，是因為反射的太陽光里，色光的比例發生了變化。如果進入我們眼睛里的以紅光為主，我們就認為物體是紅色的;如果以綠光為主，我們就認為物體是綠色的。

所以，皮膚里沒有綠色素的變色龍卻能顯示出綠色來，是因為它的皮膚在反射太陽光時，主要反射綠光。

太神奇了，它是怎么做到的呢？原來，變色龍皮膚的細胞里含有很多只有130納米大小的晶體結構。如果增大晶體之間的空間，變色龍就會反射紅光等波長較長的色光;如果縮小晶體之間的空間，變色龍就會反射藍、紫等波長較短的光。

變色龍在興奮的時候，皮膚細胞內的納米晶體的間距大大增加，于是顏色就會變成黃色、橙色、紅色，鮮艷無比。

怎么證實這一點呢？如果我們按壓變色龍的皮膚，皮膚細胞里的納米晶體會擠在一起，間距變小，一條藍色變色龍出現了。這個時候，變色龍覺得自己受到攻擊，實際上是處于興奮狀態的，按道理，應該變成紅色、橙色、黃色才對。可是簡單的一個按壓，它竟然變成“藍精靈”了！當壓力移除，納米晶體的間距恢復到平靜狀態時的間距，變色龍立刻又變成綠油油的！

這就是變色龍采用的納米技術。

自帶“空調”，拒絕多余熱量

一種生活在沙漠地帶的變色龍，在變色的細胞層下面，還有一層“空調細胞”。這些細胞里，也有納米晶體。但是，這些晶體個頭更大，彼此間隔更遠，而且散落地分布在細胞中。這么大的晶體間距，可以反射比紅光波長更長的紅外光。太陽照在身上暖洋洋的，就主要是紅外光這些長光波的功勞。變色龍是變溫動物，身體調節體溫的能力不強，如果對太陽光送來的熱量來者不拒，在盛夏的烈日下，很容易把自己曬成肉干，這是所有變色龍都堅決反對的事情。于是，它們就用這層晶體，把紅外光等送走，婉拒這些額外的熱量，這就是變色龍自帶的“空調”。

能把納米技術運用得如此嫻熟，變色龍稱得上是當之無愧的納米科學家。