“萤火虫”与荧光
“雨打灯难灭，风吹色更明。若飞天上去，定作月边星。”这是诗仙李白对萤火虫的生动描写。萤火虫纤纤玉体，翩翩弱翅，轻风中张翼斜飞，飘摇流畅，虽仅有萤光点点，但在如墨的夜色下却灿若星河，仿佛夜之精灵。后来，人们发现了与之类似的发光现象，英国科学家斯托克斯于1852年将其命名为荧光。
聪明的“萤火虫”
与萤火虫依靠自身能量进行发光不同，荧光主要指当某种常温物质经某种光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后发光的过程。时至今日，荧光产品已经比比皆是：从弯折即亮的荧光棒，到多彩的荧光笔；从明亮的白光灯，到显眼的紧急逃生标志；从鲜艳的荧光漆，到钞票上的荧光防伪标识，它们就像一只只人造萤火虫般为生活添彩。
但这些“人造萤火虫”寿命有限，又很容易因为种种原因变暗。因此，科学家为它们找了一个好帮手——水凝胶。水凝胶是由凝胶骨架和填充于其中的水构成的，口感软弹的果冻、龟苓膏，便捷的隐形眼镜、美瞳，都离不开水凝胶材料。科学家通过一定的设计，用柔软的水凝胶保护荧光团，使它们能够安心地发光。有些水凝胶非常“聪明”，除了软弹的特性外，它们还能够感知外界环境的变化并随之改变，因此被称为智能水凝胶。这些“聪明”的智能水凝胶与“人造萤火虫”组合在一起，便构成了多彩的智能荧光水凝胶——它们的用处可大啦!
检测员
智能荧光水凝胶能通过变色来提示我们面前的食物——不安全!
我们都知道，已经明显变质的鱼虾会散发出臭味，当我们闻到臭味时就知道这些食品已经变质，不能食用。智能荧光水凝胶也能够“闻”到臭味——它的“人造萤火虫”能察觉到腐肉产生的特殊物质，从初始的红色转变为绿色。看到如此显著的颜色转变，人们立马就会意识到，这些食品已经变质。因为智能荧光水凝胶很灵敏，所以能够在食物刚变质时便给出提醒。
以智能荧光水凝胶作为基础的“可穿戴式食品安全快检手套”，就更神奇了。只要戴上它摸一摸食物，就能查出其中是否有甲醛等有害物质，多么方便省事啊!
保密员
在这个信息爆炸的时代，智能荧光水凝胶也是理想的新型信息防伪与加密材料。加密者可以通过各种手段将信息“锁”在其中，解密者只有通过特定的解密方法，才能解锁被藏匿的信息。
除了将信息书写并隐藏于智能荧光水凝胶中，研究者还想出了更安全的多重加密策略，为信息安全加上双保险。比如，将信息隐藏于片状(2D)的智能荧光水凝胶中后，再将它折叠固定成复杂的千纸鹤(3D)。解密者只有先将水凝胶千纸鹤“铺平”，再进行解密，才能够读取信息。如果有人采用暴力手段强行展开，只会破坏智能荧光水凝胶中保存的信息。
伪装大师
智能荧光水凝胶还非常擅长变色，所以科学家又把它们做成机器人的仿生伪装皮肤，让机器人也能像变色龙那样改变自身颜色，隐藏于不同的环境之中。
除了变色，自然界中的一些伪装大师还能灵活调节自身的形态。敢想敢做的科学家当然不会错过如此强大的能力，于是身负多种“绝技”的智能荧光水凝胶诞生了。比如有一种智能荧光水凝胶不但外形和变色龙很像，而且既能变色又能变形——从红色变成绿色，同时改变尾部的形态，将自己伪装成一片叶子，隐匿于环境中。还有一种智能荧光水凝胶软机器人，和章鱼简直一模一样——既能变色，又能变形，还能定向运动等，非常适合执行海洋环境监测、危险环境警报等任务。
智能荧光水凝胶在科学家的手中多姿多彩、千变万化。但目前这项技术还面临着变色范围有限、易失水、难以大规模制备等问题。希望有更多的小伙伴长大后能加入智能荧光水凝胶的研究队伍，让“萤火点点”早日“飞入寻常百姓家”。
司牧青/路伟/陈涛 摘自《哈哈画报》2023.8
