对于章鱼和乌贼们来说，在竞争激烈的海洋里生存可不是件容易事，没有一两项绝技傍身，就很难摆脱成为猎物的命运。与别的动物进化出更大体型、更强外壳、更快速的游动能力不同，这些头足纲软体动物点亮的技能点别出心裁——伪装。
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它们可瞬间改变皮肤的颜色甚至外形，伪装成周围的海藻、珊瑚、岩石等，无声地消失在环境中，再强大的敌人、再狡猾的猎物也都只能变成“睁眼瞎”。
除了改变颜色，乌贼皮肤还可向外生成棘突以模拟珊瑚礁。图片来自网络
在以毫秒计的短时间之内，章鱼和乌贼们能将它们的平滑皮肤随意向外突出，变成立体的多级棘突结构。与之相比，人类科学家设计的柔性可拉伸材料就逊色很多，实现类似的精细、复杂、迅速的可控伸长一直是个巨大的挑战。近日，美国康奈尔大学Robert Shepherd博士等人在Science 杂志上发表文章，设计了一种能模仿头足纲软体动物伪装能力的新材料，可从二维平面结构变化为预设的三维结构和纹理。研究者研发这种材料的灵感正是来自章鱼。据说，Shepherd博士本人对章鱼十分感兴趣，实验室里放着一个300加仑（1立方米）大的水缸养章鱼。章鱼没有骨络系统，却能够在水里快速游动、能抓住猎物、甚至能够与周围环境融为一体。这对于软体机器人来说简直就是不可多得的“导师”。而且，这也不是Shepherd团队受“章鱼灵感”激发的第一篇顶级论文，去年他的团队曾在Science 报道了一种超弹性“皮肤”，能够伸展至原来长度的近六倍，并且能发出不同颜色的光（点击阅读详细）。
Robert Shepherd博士。图片来源：Cornell University
章鱼（Octopus rubescens）的肌肉可以在约220毫秒时间内形成锥状突起（下图A），而复杂的立体多级棘突结构需要排列不同方向的肌肉以及形成多个包括肌肉结构单元的突起。Shepherd博士等人仔细研究了肌肉形态以及突起的形成过程，以此为启发，他们使用人工组织群构建了可转化为复杂立体多级结构的二维“人造皮肤”。人工组织群包括两种材料，有机硅弹性体和包埋于其中的纤维网。为了得到预设的3D结构，研究者设计了这样一种方法，既先根据计算通过激光切割技术将纤维网制成目标图案；然后再将纤维网嵌在未固化的有机硅弹性体中；最后将其固化，并涂上一层硅氧烷涂层。这样一来，当向固化的弹性体中充气时，该二维复合材料就可以快速、可逆地变成预期的3D目标形状，误差可以控制在10%以内。研究者称其为“Circumferentially Constrained and Radially Stretched Elastomer (CCOARSE)”，我们姑且翻译成“周向约束和径向拉伸弹性体”。
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