想象一下，如果超能力不再是幻想，王东升的奇迹般现实化了。
这位电子科技大学光电科学与工程学院的副教授，携手教授韦晨和郑永豪，成功研发出一种智能变色材料，能够随环境光线变化而自动调整颜色，实现“隐形”效果。
这一突破性成果已在《科学进展》杂志发表。王东升的灵感来源于他对摄影的热爱，在光影交织的材料学世界中寻找答案，他发现美与科学的完美融合。
他的学术旅程不仅光彩夺目，更是爱好与专业完美结合的典范。
王东升。罗莎/摄
这项科学研究既令人着迷又充满深意，它让外行人惊叹于材料的神奇变化，同时让内行人对背后的科学原理充满好奇。想象一下，没有大脑和神经的材料如何能够自我变色？而这就是自然界中变色龙的奥秘所在，它们能够根据情绪、环境和温度的变化调整皮肤颜色。现在，材料科学领域也迎来了自己的“变色龙”——一种名为“光致变色”的智能材料。王东升及其团队最新提出的“自适应光致变色”（Self-adaptive photochromism, SAP）技术，使得材料能够仅凭自身特性识别并同步环境色彩。在一段演示视频中，装有SAP材料的方管被绿色亚克力盒覆盖后，内部仿佛升起了绿色的“烟雾”，短短十秒内，原本在白光下呈现黑色的材料便与绿色亚克力盒完美融合。无论是橙色还是红色亚克力盒，SAP材料都能迅速“变装”，展现出惊人的适应性。
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
在国际科研领域，一项革命性的“变色”技术正引起广泛关注。该技术通过摄像头捕捉周围环境的色彩，并经过精确计算后，向变色材料发送信号，依据温度或拉伸的变化来调整颜色。
然而，这种系统对电子设备的依赖性高，结构复杂且成本昂贵，容易受到外界干扰而失效。与之相比，“自适应光致变色”材料则完全依靠自身的“反应”来实现颜色变化，标志着从“有源式”伪装向“无源式”伪装的飞跃。这种材料模仿了变色龙的体色变化机制，即通过神经学调控来指挥皮肤表层的色素细胞。
尽管材料本身没有神经系统，但一种名为给体-受体斯坦豪斯加合物（DASAs）的光致变色分子却发挥了关键作用。DASAs能在可见光照射下从有色变为无色。王东升及其团队利用独特的匹配原理，将不同种类的DASAs分子巧妙融合成一种新型材料。
DASAs分子，这些色彩魔术师，每当特定光线照射其上，它们就像调色板上的开关，吸收能力减弱，反射出新的色彩，使材料变幻莫测。它们的运作机制宛如一个精巧的控制电路，在特定光线的触发下，仅激活相应的分子“开关”，点亮与光线同步的色彩。过去，光敏材料和器件的控制逻辑往往简单直接，仅在“开”与“关”之间切换。然而现在，我们追求的不仅是这种单一的开关逻辑，而是向着多状态、多模式、多阶段的智能控制迈进。正如王东升所言：“我们可以像操作相机模式转盘一样灵活切换不同的拍摄模式。”他坚信材料本身具有超乎想象的智慧和敏锐性，顺应其自然属性的设计将能更充分地挖掘它们的潜力。
三年前，王东升带着一个创新的想法，踏上了自适应光致变色材料的研究之旅。他的摄影背景赋予了他对色彩运用的敏锐洞察力，这种洞察力在他的研究中迸发出无数灵感。在摄影的世界里，王东升对相邻色、互补色、分裂互补色等色彩关系的运用游刃有余，他深知如何通过色彩搭配增强照片的张力和视觉冲击力。例如，明亮橙色的花朵与青色天空的对比，便是他钟爱的搭配之一。在研发过程中的一个偶然时刻，王东升的目光落在了一张色环图上。他凝视着那些对角线分布的互补色，陷入了深思。他开始探索那些被忽视的色彩深层逻辑：“互补色的‘吸收’与‘反射’在光谱上是相对的。”在可见光光谱中，赤橙黄绿青蓝紫七种原色光各自对应不同的波长范围。物体之所以呈现出特定的颜色，是因为它们反射了相应波长的可见光，并吸收了其他波长的光。特别是对于自身颜色的互补色光线的吸收最为强烈。这引发了王东升的好奇：“我们是否能够通过互补色来实现物体的颜色变化呢？”
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。
DASAs分子以其独特的光学特性脱颖而出，它们在反射特定可见光的同时，仅吸收与其颜色互补的光线。这与大多数物质不同，后者会吸收大部分剩余光线，只是强度有所差异。以紫色DASAs为例，它反射紫光而吸收绿光——紫与绿是互补色。在光谱上，这种分子只在绿光对应的波长处展现出一个尖锐的吸收峰。当暴露于绿光下时，这个吸收峰消失，而其他波长则不发生任何吸收或反射变化，导致分子颜色从紫色变为无色。王东升巧妙地将这一原理应用于材料设计中。他构想了一种材料，在常规状态下能均匀吸收所有可见光。但一旦受到绿光照射，这种材料便激活其功能，停止吸收绿光而继续稳定地吸收其他光线。他好奇地探索：“材料会不会反射出绿光并随之变色？”经过一个多月的努力和初步实验，他成功制造出了一种薄膜材料。尽管成品略显粗糙，但当他看到材料在绿光照射下逐渐显现出淡绿色时，他的信心大增：“这个项目有望成功。”
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
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”。
自适应光致变色材料的研究正如火如荼地进行中。王东升表示，尽管目前尚未能完全掌控可见光光谱内所有颜色的调控，但这是未来研究的关键方向。他的视野不仅限于可见光，还希望新一代材料能在紫外和红外光区实现自适应变色。颜色的多样性源于光照值的不同，即光的强度或亮度。虽然环境颜色的深浅不影响材料识别“哪种色”，但研究已考虑了材料对光照值的识别能力，以使显现出的颜色更接近真实。王东升强调，当前研究亟需完善的是实现对不同混合色光谱级别的识别与模拟。他提到了自己最喜欢的动物——雀尾螳螂虾，其拥有16种视锥细胞，不仅能看到比人类更丰富的色彩，还能感知紫外线、红外线和弧形偏振光。这种特殊能力激发了他新的研发思路：未来可能在材料中加入更多光致变色分子或缩短分子间在光谱上的距离，以提高材料的敏锐度。
王东升对于他的材料变色功能在-20℃至70℃温度范围内的稳定表现感到欣慰，这一特性满足了众多应用场景的需求。尽管变色速度尚在10秒到20秒之间波动，且暂时无法控制，王东升却以乐观和从容的态度面对挑战。他视这项研究为一种美的探索，并致力于在工作中注入乐趣。在日常工作中，无论是汇报PPT的文字还是论文插图的颜色选择，王东升都会借鉴经典配色方案，使复杂的数据和专业文字焕发艺术之美。他希望每个人都能感受到这份工作的生动和价值，让外行人欣赏热闹的同时，也让内行人洞察其中的深意。当实验遇到难题时，王东升会带上相机走出实验室。他认为有时候需要跳出既定环境和思维模式，通过观察周围的世界来寻找灵感。摄影不仅是他十多年光敏分子与材料研究生涯中的特别伴侣，也是他在科研道路上寻找答案的独特方式。
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
