隱形斗篷不是夢？向一秒隱身的章魚和烏賊取經，驚人新技術接連曝光（國家地理雜誌）

在大自然裡，北太平洋巨型章魚等頭足類動物一直都是偽裝界的世界冠軍。牠們能夠在沙地、岩石縫或海藻森林之間移動時，配合周圍環境迅速將身體變成岩石般的米色、灰色的斑駁花紋，甚至是明亮的鮮綠色。而烏賊同樣擁有驚人的能力，能配合水中的光線讓自己變亮，或者直接化為透明。

這種一瞬間就能隱身的神奇能力，其實人類已經好奇了幾千年。早在西元前350年左右，古希臘哲學家亞里斯多德就曾經留下觀察頭足類的記錄。到了現代，美國東北大學專門研究生物模仿學的「生物材料設計小組」主持人レイラ・デラビ准教授指出，這一直是人類想要解開的謎團。

デラビ准教授說：「頭足類的皮膚包含各種功能的多種光學器官。而且，牠們體內還有一套由神經控制肌肉的極其複雜機制，能以自然界其他動物做不到的方式，自在地改變外觀。」

為了解開這個謎團並將其應用在人類科技上，科學家們展開了一連串的研究。這一切的起點可以回溯到2017年的一項研究，當時科學家成功透過程式，讓素材的形狀能從二維平面的形狀改變為三維立體的凹凸結構，就像章魚配合岩石表面改變皮膚形狀一樣。

接著在2018年，加州大學爾灣分校的阿隆·ゴロデツキー准教授團隊，受到烏賊皮膚的啟發，研發出了一種特殊的化學素材。這種素材在平時是有皺褶的，但只要把它拉平，光線的反射方式就會改變，甚至能讓紅外線偵測器完全找不到它。

到了2023年12月，ゴロデツキー准教授的研究小組又更進一步，模仿藍環章魚的特性製作出了一款新型信號裝置。這台裝置可以在各種光線波長下改變顏色和花紋以躲避檢測系統，而且它還具備了受損時能自動修復的特殊功能，非常適合用在太空等極端嚴苛的環境中。

研究的腳步沒有因此停下，到了2025年6月，美國伍茲霍爾海洋生物學研究所與加州大學爾灣分校的聯合研究團隊，又在學術期刊「Science」上發表了重大突破。他們成功解開了烏賊在短短幾毫秒內，將皮膚在透明和乳白色之間切換的奧秘。

MBL的資深科學家ロジャー・ハンロン氏說：「幾乎沒有動物能像這樣改變顏色以發出虹光，但烏賊能在幾毫秒內做到。牠們透過結構的變化動態地改變顏色，這種機制正是我們在工程領域所尋求的。」

研究團隊利用3D成像技術發現，這主要是因為其虹色素胞中有一種名為「反射素」的蛋白質重疊堆積成柱狀結構，像微小鏡子重疊般用來操控光線。對此，參與研究的ゴロデツキー准教授也提到：「烏賊具有從有色變為透明的驚人能力。這項研究讓我們知道，包含特殊柱狀結構的細胞實現了這一點。」

他們在此之後研發出了模仿反射素運作的「迷彩皮膚」材料。而在頭足類的皮膚中，除了有能反射光線的虹色素胞和顯現白色的白色素胞外，還有一種叫作「色素胞」的微小囊袋，在收縮時會釋放出名為「黃眼蝶素」的變色色素。

為了大量生產這種稀有的變色物質，デラビ准教授與加州大學聖地牙哥分校斯克里普斯海洋研究所合作，在2025年11月的「Nature Biotechnology」期刊上發表了新方法。傳統方法因為原料昂貴且每次只能製造極少分量。

對此，論文第一作者、現為史丹佛大學助教的リア・ブシン氏，藉由操控細菌基因，讓它們如果沒有製造出黃眼蝶素就無法生存。ブシン氏說：「即使想讓微生物製造目的物質，如果沒有動力，牠們是不會製造的。因此，我思考了『有沒有一種方法，能讓製造該物質對微生物本身產生好處？』」

雖然實驗階段只製造了少量的色素，但因為這個培育方法極其簡單且成本低廉，這代表未來的產量將能無限制增長。共同作者布拉德·ムーア氏說：「最大的目標是，發酵微生物並只給予簡單的糖和水，就能獲得昂貴的材料。我們正在調整微生物，讓細胞變成超高效的微型化學工廠。」

由於能如此廉價地生產這種色素，ムーア氏甚至讓高中生志工用它調配顏料來創作藝術品。ムーア氏笑著說：「我們現在完全是外行，但大家做得很開心。」

這種神奇的色素在日常生活中其實有著非常廣泛的應用可能。除了最容易聯想到的變色塗料之外，它還能被用在工業塗層、電子產品與化妝品上。

デラビ准教授的研究室已將其應用在防曬和護膚產品上，取得名為「キサントクロム」的專利。同時，為了能將這種原料和保養品推向市場，她也與當時在實驗室讀研究所的學生カミーユ・マーティン氏共同成立了名為「シースパイア」的公司以進行商業推廣。

デラビ准教授說：「研究中我們發現，如果在以氧化鋅為主的防曬乳中加入黃眼蝶素，其臨界波長會大幅提升。也就是說，它不僅能防禦紫外線，連可視光都能阻擋，這對防止皮膚光老化非常重要。」

光老化會造成皮膚色素沈澱、長斑、長皺紋與蜘蛛網狀血管瘤，但這種色素在對切片珊瑚進行的測試中證實完全無害。而且，這種基因操作微生物的方法非常簡單，為未來製造抗生素和醫藥品開闢了無限可能。

ムーア氏指出：「要製造支撐地球上80億人生活的東西，成本非常高。整個流程能否簡化是最關鍵的，這決定了它在經濟上是否可行。而且，這個方法在任何小鎮都能實現，因為只需要自釀啤酒廠那樣的發酵槽就足夠了。」

這項從海洋生物身上學到的隱身技術，也已經開始應用在國防安全上。例如羅傑·ハンロン氏等人開發的素材，就被用來隱蔽軍事設備或士兵，防止被熱感應無人機偵測到。

ハンロン氏說：「我本身參與過許多軍事活動。在實際經歷中，也曾有過想要更好迷彩的念頭。」他也提到，這項技術也可以應用在狩獵活動上。

同時，這種技術也將走入日常生活。ゴロデツキー准教授指出，未來可以將其應用於隨環境自動調節光反射的建築材料，或是防止電子設備過熱的塗層上。

至於很多人好奇的，未來能不能做出像哈利波特那樣的隱形斗篷？遺憾的是，物理上似乎還無法達到那種程度，但迷彩技術的革新潛力毫無疑問是巨大的。

ゴロデツキー准教授說：「物理性、化學性地說，完全透明是不可能的。因為這需要違背許多物理定律。但是，就算沒辦法做到完全透明，我們也絕對能讓物體與背景同化到無法辨識的程度。一旦達到那種地步，看得見或看不見其實就沒什麼差別了。」

羅傑·ハンロン氏則將其形容為「看得見卻不會被注意到」的狀態。ハンロン氏解釋說：「就視覺而言，章魚等動物為了不被其他動物吃掉，會使用兩種方法。第一是避免被發現。第二是透過身體的圖案不被認出來。這兩者正是動物們在進化過程中所使用的基本策略。」

雖然要走向大規模量產還面臨很多技術瓶頸，但阿隆·ゴロデツキー准教授對未來的產品化依然抱持著非常樂觀的態度，認為這大約在10年內就有機會實現。他相信一旦這項令人興奮的技術被引入世界，人們就會開始用它來做各種意想不到的事。

ゴロデツキー准教授說：「從簡單的露營用品，到更色彩繽紛且舒適的衣服，我希望大家能在日用品中用上這項技術。這是我的夢想，也是我的目標，真希望未來的10年內就能看到這一天。」

這篇報導由 Melanie Haiken 撰文，並由 鈴木和 進行翻譯，為我們展現了人類從大自然中探索隱身奧秘的精彩篇章。看著這些深海生物，不禁讓人感嘆，大自然果然才是最偉大的發明家。

Author : 伴書僮

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