【智能液晶高分子薄膜会变色、有记忆、能自愈】科技日报：前主流的变色材料主要由无机分子或者可变色的染料分子构成。天津大学封伟教授团队用高分子制备出一种厚度只有200微米，具有变色、记忆和自愈合功能的智能变色液晶高分子薄膜，这种薄膜在多个领域展现出应用前景。

新买的包包可以随意变换颜色，不小心刮破的衣服能像皮肤一样愈合……这些似乎只在科幻电影里出现过的场景，如今已逐渐成为现实。

日前，天津大学封伟教授团队成功研发了一种新型智能材料——智能变色液晶高分子薄膜（以下简称薄膜）。这种新材料不仅能变色，还有形状记忆和自愈合功能。相关研究被选为封面文章刊发在国际期刊《德国应用化学》上。

通过液晶分子周期排列实现材料变色

在神奇的自然界中，许多生物经过亿万年的自然选择和进化，逐渐演变出自适应变色伪装能力，以便能随时躲避天敌。

比如变色龙就能够通过主动控制细胞层内部的纳米晶体排列结构，根据周围环境实现自身颜色的变化，达到与背景颜色匹配的目的。

研究发现，变色龙处于平静状态时，其细胞层内部的纳米晶体的排列是紧密的，可以特异性地反射短波长的可见光；而面临紧急情况时，变色龙就会通过机械力作用，主动控制晶体的疏密程度，使晶体的排列变得更加松散，选择性反射波长更长的光。

“这些生物体独特的表皮微纳光学结构及其自主动态变色的机制，为我们开发新型仿生智能变色材料提供了丰富的灵感。”天津大学材料学院高分子系教授封伟说。

近年来，国内外研究团队在仿生变色龙的智能变色材料方面取得了一系列重要进展。胆甾相液晶等手性液晶材料是一类具有周期性螺旋超结构的手性软光子晶体，不仅能选择性地反射不同波长的可见光，还能够灵敏地响应力、热、电、光、磁等环境刺激变化，呈现出结构色的动态变化。

封伟团队在此基础上，将动态共价键分子与液晶单体混合，通过溶剂挥发的方法使液晶单体分子自组装成周期排列的胆甾相液晶结构，最后通过光照聚合得到一种厚度只有200微米，具有拉伸变色、形状记忆功能和自愈合功能的液晶高分子薄膜。当前主流的变色材料主要由无机分子或者可变色的染料分子构成，通过有机高分子构筑的变色材料比较少见。

“根据布拉格反射公式，材料的反射波长与材料的微观结构排列周期是正相关的，光照到材料上时，只有特定波长的光能从材料中反射出来形成颜色，这种颜色俗称结构色。”封伟介绍，与染料的颜色不同，这种结构色会更加鲜艳、更加稳定。

薄膜内部的液晶分子是周期排列的。在拉伸薄膜时，材料内部液晶分子的排列周期会变短，因此会导致反射出来的颜色发生变化，这一变色机理与变色龙皮肤颜色的变化机理类似，薄膜的结构色可在可见光谱范围内进行动态调节。

引入动态共价键让薄膜有记忆能愈合

团队还将动态共价键分子引入液晶高分子中，使得薄膜具有形状记忆功能和自愈合功能。

“薄膜还拥有‘记忆编程’的特性，可以被拉伸成螺旋形、波形、圆柱形和更复杂的二维或三维形状并保持不变，当薄膜加热到相变温度以上后，又能恢复到最初的形状。”封伟解释说，这是因为加热激活了动态共价键发生键交换反应，使液晶高分子在网状结构内部形成新的拓扑结构。利用这种特性，他们通过反复将材料加热到100℃和冷却到25℃，让材料实现了在三维形状与二维形状之间以及不同颜色之间的可逆转换。

此外，因为在高分子网络中加入的动态共价键，遇到水分子后会发生断裂，水挥发后，动态共价键又会进行重组恢复初始状态，这样薄膜就拥有了自愈合的能力。

这种薄膜的自愈能力十分惊人，而且自愈后仍然非常结实。团队将薄膜切成两部分后，在损伤界面滴加水后，室温下放置24小时，分开的两部分会自动愈合，愈合后的薄膜被拉伸到原始长度的180%也不会断裂，并能承受自身1000倍的重量。

这项研究为制备兼具力致变色、形状可编程和高效自愈合等特性的液晶高分子材料提供了一种既简单又通用的方法，有望为开发仿生变色伪装材料、自适应光学系统和软体机器人等开辟新的方向。

媲美变色龙皮肤的“超级材料”用途广

经过几十年的研究与发展，智能变色材料的应用已经拓展到日常生活各个领域。比如，美国一家公司曾将热致变色性涂料用在陶瓷杯上，室温时陶瓷杯上的夜景，在倒入热水后会变换成日间景象，通过图案的变化就能知道杯子内水的冷热情况。

“具有结构色的材料已经在生活中有广泛应用。”封伟举例说，在轮胎边缘加入合适的变色高分子材料能制成智能轮胎，当外界温度或内部温度超过轮胎的正常使用温度时，智能轮胎会变色以示警告；变色高分子材料还可用于制作变色车窗玻璃、变色油漆，尤其是变色车窗是近十几年发达国家竞相研究的重要课题，目前，已有电致变色的调光玻璃应用的报道，而光致变色和热致变色的智能车窗玻璃还在进一步研制之中。

智能变色材料还可以做成能指示冷热的智能用品，例如将智能变色涂料镀膜在木材、金属、陶瓷等基材上，可做成能指示冷热用的变色茶杯和婴儿用的汤勺、奶瓶等。

另外，可变色的圆珠笔油、变色指甲油、变色儿童玩具、热敏体温计等产品都已经问世，这些产品极大地丰富了人们的生活。

防伪技术的研究历来就是一个受到普遍关注的课题，迄今为止，防伪领域所采用的方法多为激光防伪，使用设备昂贵，造价高。“而基于智能变色高分子材料的防伪方法具有操作简单、识别方便、成本低等特点，在技术保密性和防伪有效性等方面都有较大的优势。”封伟说。

目前，化学防伪标记一般直接印刷在商标、标签、封签或外包装上，因此制作化学防伪标记的关键是制备防伪印刷油墨，制备这种油墨的变色材料需要耐久性好、成本低，其变色发生的温度及变化的颜色要具有可选择性，因此智能变色材料也是化学防伪标记的首选材料。

将智能变色材料涂在织物上还可以做成变色服装，这种衣服穿在身上，会随着季节不同、地区不同、温度不同而呈现出不同的色彩。这种智能变色材料同样也可以用于桌布、窗帘等各种变色纺织品的生产。

“未来我们计划制备出仿变色龙皮肤的变色伪装材料，使材料的颜色能够与背景环境的颜色相匹配，实现变色伪装的目的。”封伟说。

此外，很多高分子材料如橡胶、塑料、涂料、纤维等都是重要的工业材料，每年磨损消耗巨大，而让这些材料拥有自愈合的能力，就可以提高它们的使用寿命，从而产生巨大的经济和社会效益。

不仅如此，我们生活中的很多高分子材料如塑料、橡胶等在长时间使用后会破损，如果这些材料能够自愈合，那么它们就会有更长的使用寿命，有利于减少环境污染和资源浪费。

“不过目前这种智能变色液晶高分子薄膜还处于实验室研究阶段，没有实现工业化生产。”封伟介绍，这是因为在制备方法上现在还有很多技术不成熟，如何精确控制液晶单体分子自组装，实现大面积、均匀的、明亮的结构色，这些仍是目前面临的难点。

内眦赘皮手术治疗前沿术式解析：
1. Z 成形术的改良术式。
Z 成形术是矫正内眦赘皮的基本方法之一，即 Stalla-d 法。此法适用于轻度的先天性内眦赘皮，缺点是“Z”改形后有斜行瘢痕通过内眦部，可能因此形成新的瘢痕性内眦赘皮。针对这一缺陷，创新设计，衍生出各种新的 Z 成形术。

1.1 Park-Z 成形法：与传统 Z 成形术相比，Park-Z 成形法优点为矫正赘皮效果好，且不易复发，瘢痕不明显，而缺点在于同时行重睑成形术后发现内眦部邻近上睑处皮肤过多，显得臃肿不自然。因此，Park 等于此法的基础上进行改良，很好地解决了上睑内眦皮肤臃肿的问题，外形自然美观。
1.2 Root-Z 成形法：传统的 Z 成形术在内眦部的切口线较长，因涉及到鼻部皮肤而产生增生性瘢痕。 Root-Z 法优点在于设计简单，操作简便，切口均在较薄的内眦部皮肤上，且切口也较短。无张力缝合，效果确切，且瘢痕不明显。 但上述方法缺点在于其术后内眦部存在垂直方向的瘢痕，与皮纹方向不一致，瘢痕较明显，且此方法只适用于轻、中度内眦赘皮，对于重度赘皮或严重内眦畸形者效果较差。
1.3 改良 Z 成形联合上睑皮肤切除法：改良 Z 成形联合重睑成形术可矫正所有类型及所有严重程度的内眦赘皮(除反向性内眦赘皮)，术后内眦外形自然美观。与传统的 Z 成形术不同之处在于防止瘢痕的增生。。此方法对上睑松弛者效果佳，缺点在于上睑并不松弛的年轻患者仍去除上睑皮肤，术后重睑并不十分美观，酌情选择此法。
1.4 反向 Z 成形法：新型 Z 成形(反 Stal-la-d 法)与重睑成形切口连接的手术方法矫正内眦赘皮，其术后的眼部效果较为欧式化，反向 Z 成形法多出现此类问题，这种内眦外观不易被一些东方人所接受。 对反向 Z 成形法上进行了改良，可避免内眦部过于欧化，凹陷过深，避免完全显露泪阜，疗效确切。
1.5 三维模型的双 Z 成形术：传统的双 Z 成形术，均在平面结构上设计，因切口较多，术后瘢痕明显。三维模型的双 Z 成形术 将内眦部作为一个三维模型结构，利用双 Z 成形术，此法在立体结构上设计的优点，术后不仅美观，而且降低内眦赘皮的复发率。

2. Y-V 成形术的改良术式。
Y-V 成形术是常见手术方法之一， 此方法适用于较轻的睑裂狭小患者，设计简单，便于操作，对内眦部圆钝者较为合适，但适用范围窄，易复发，因切口靠近鼻部，术后易形成增生性瘢痕，且 Y-V 成形术中常会形成“猫耳”，在修整过程中不可避免地会去除过多的皮肤，导致术后内眦部位的皮肤张力增加，增加了术后瘢痕形成的可能。

2.1 睫周 Y-V 内眦成形法：睫周 Y-V 内眦成形术切口位于薄的睑缘皮肤，最大的优点是在此区域形成的瘢痕不明显，且睫缘的水平向瘢痕更不易被发现。隐藏了上睑内眦处瘢痕，术后效果良好，自然美观。
2.2 改良 Y-V 内眦成形和内眦提升法：针对亚洲人上睑型内眦赘皮的特点，改良 Y-V 内眦成形和内眦提升术，不仅手术操作简单，且瘢痕较少，术后眼睑形态美观，设计方法中与睫周 Y-V 法最大不同在于，起到内眦提升的作用，达到更符合解剖学的位置，上睑设计线与重睑线重合。
2.3 反向 V-Y 成形法：上述介绍的各种方法均需去除较多的皮肤，仍较容易形成明显瘢痕，为了更好地解决因去除垂直方向的皮肤导致张力过大的问题，新的反向 V-Y 成形术，其切口隐蔽，瘢痕较少，效果满意。通过对 V-Y 和 Z 成形术的经验总结得出，二者适用于轻、中度内眦赘皮的矫正，重度则多易复发。

3 .睑缘切口法内眦成形术。
随着求美者对术后切口痕迹隐蔽性的要求越来越高，不断有新的内眦赘皮矫正术出现，切口位置的选择成为手术设计中关注的焦点。因睑缘这个特殊部位术后瘢痕轻微，睑缘切口线的术式成为重点。

3.1 皮肤悬吊法矫正内眦赘皮：避免了术后内眦部的垂直瘢痕形成，可明显减少瘢痕的形成且瘢痕位置隐蔽。 但此法不适用于逆向性内眦赘皮。该法不仅设计操作简单，瘢痕较少，且适用于所有类型的内眦赘皮以及难修复的瘢痕性内眦赘皮，值得推崇。解决了下睑赘皮及其导致的下睑内翻，用于严重的下睑赘皮及下睑内翻效果良好。
3.2 无垂直瘢痕内眦成形法：无垂直瘢痕的新方法与 皮肤悬吊法相似，不同之处是减少组织的创伤。该方法适合于任何类型的内眦赘皮(可通过延长下睑切口线的长度达到目的)，求美者均获得良好的术后效果，切口选择在睑缘，极大地减少了瘢痕的形成，术后外形美观。

4 .内眦韧带固定或折叠术。
采用双股线加强折叠力量，能有效地缩短内眦间宽度，缓解内眦部皮肤的张力，避免切口瘢痕增生，降低术后赘皮复发，使得内眦形态更加自然。对中重度内眦赘皮患者行改良 Z 成形及内眦韧带折叠术，能有效地缩短内眦间距。对先天性或外伤性内眦距过宽患者，术后效果十分确切。 针对小眼症患者的逆向性内眦赘皮，行内眦韧带固定术，内眦间距明显缩小，效果显著。

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#分布式云会成为云计算未来趋势吗#
分布式云绝对是一个趋势！
随着数字化转型进入深水区，企业需求变得更加多样化，应用场景也随之变得愈发复杂，传统公有云的中心化架构已经难以满足用户需求，在这样背景下，业界提出了分布式云的概念。
什么是分布式云？
什么是分布式云？根据Gartner的定义，分布式云是指云服务提供商(CSP)将公有云服务分发到不同的物理位置，由CSP统一负责云服务的运营，治理，更新和演进。简单来说，分布式云可以理解为公有云+混合云+边缘计算的模式，拥有低延迟、合规性、低成本等特点。具体来看：
1、低延迟：分布式云包含了更靠近最终用户的存储、网络和计算，从而减少了网络带宽占用，降低了延迟，让用户拥有更好的体验。
2、合规性：分布式云增加了对合规性的要求，即数据必须位于特定的客户位置。
3、低成本：分布式云的特点是就近提供云服务，而运维依旧是云服务商负责，让客户在本地享有和公有云同等的服务。
为何是趋势
分布式云连续两年（2020-2021）被列入Gartner战略技术趋势，主要是人们对混合云的兴趣正在提高。许多客户需要处理他们已经拥有和运行的技术，通常是在他们自己的数据中心。
这些客户不会放弃现有的技术，也不会完全和马上迁移到公有云。沉没成本、延迟、法规和数据驻留要求，甚至需要与非云的本地系统集成，这些都阻碍了它们的发展。相反，他们接受了私有环境和公有云结合的风格。这就创造了一种新的环境——混合IT。但是混合IT和混合云的运营和维护都很复杂，这种（复杂）趋势会逐渐增加，长远来看还是要有新的方案来解决这个问题。
组织已经开始意识构建私有云的难度。大多数私有云项目都不能成功地提供企业所追求的云成果和收益。混合云必须包含真正的云风格(私有、公有、社区)的组合。出于该原因，在公有云中使用VMware本地服务和云原生服务结合是一种混合IT场景，而不是混合云，因为VMware的功能不是作为云服务提供的。绝大多数客户一开始并不关心这种区别。往往导致他们些强调依赖自己的技能和技术，而不是将责任转移给服务提供者的需求用例。
要澄清一点，在需要的时候使用混合IT选项并没有错——不管是不是云。事实上，它们被推荐用于特定的关键场景。当(就像私有云)技术供应商和他们的客户没有意识到构建和支持混合云组合的真正困难时，问题就出现了。他们也没有意识到，分别运行和维护混合场景的私有和公有云部分可能会破坏甚至打破许多云计算的价值主张。
组织正使用在需要地交付分布式云的方式推进云计算的用例。识别和开发不断发展的云计算部署模型以利用业务机会很重要。疫情带来的不确定性给了云计算证明自己的机会，而且表现很好，消除了疑虑，展示了它的弹性和敏捷性。
能联想到的
分布式云可以解决不同类型的问题，如“分布式云连续体”和五种类别。
本地公有云：部署到客户的私有数据中心。运营控制平面和安全边界由公有云提供商的公有云定义，并在公有云的控制范围内进行。大多数初始部署将保持访问凭证对客户私有。
IoT边缘云：交付分布式云节点，其设计目的是直接与边缘设备交互或使边缘设备承载公有云服务。这种类别包括物联网用户和工业能力，并支持收集、传播和移动等应用。与本地公有云一样，如果需要，这些资源对单个公司的访问和可见性可能进行限制。大多数云提供商都提供边缘支持和面向数据的边缘设备，部分公司还没有提供完全分布式云的选项，但正在改进。
城域社区云：将云节点作为城市或市区的本地能力交付。交付不一定要在数据中心进行，而是开放式，以启用虚拟私有云连接。多个客户连接到这些本地资源。AWS和微软已经开始采用基于区域的方法来支持这一选项。
5G移动边缘云：将分布式云节点交付并集成到5G运营商网络中。这种模式利用了电信公司的客户关系、合作伙伴网络和5G。。这种类别目前还未普及。
了解了分部署云，还要了解一下云计算。
书单：
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云计算是什么？
简单来说，云计算就是以租用 IT 服务代替购买。使用云计算，企业无需耗费巨额资金去购买数据库、软件和设备，就可以通过互联网获得计算能力，并按实际使用情况付费。
可扩展、灵活、智能：了解云计算的威力。
深入了解领先的云提供商
云计算基础知识
当一家企业选择“迁移到云”，它的 IT 基础设施将不再部署在其内部，而是会转移到由云计算提供商（例如 Oracle）维护的数据中心内。行业领先的云计算提供商不仅负责管理 IT 基础设施，还会进行应用集成，持续开发新的功能，以满足不断变化的市场需求。
云计算可以提供更加优越的敏捷性、可扩展性和灵活性，支持客户集中精力开展更具战略性的重要工作，而不是花费大量时间和资源去购买和维护传统的 IT 系统。企业无需预付大笔资金，只需按实际使用付费，就能快速获得和访问自己需要的计算资源。
云计算的类型
云可以简单分为三种类型：公有云、私有云以及混合云。这三种云分别具有不同水平的安全性，分别需要客户进行不同程度的管理。
公有云
公有云的所有计算基础设施都部署在云提供商内部，由云提供商通过互联网向客户提供服务。客户不需要进行 IT 维护，就可以按需、快捷地添加更多用户或计算能力。另外，公有云支持多个租户共享云提供商的 IT 基础设施。
私有云
私有云即由一家企业专有的云。它既可以部署在企业内部，也可以部署在云提供商的数据中心里，能够提供最高级别的安全性和控制能力。
混合云
混合云顾名思义就是公有云和私有云的混合体。在实践中，很多企业通常会将业务关键型应用托管在自己的服务器上，以获得更高的安全性和控制能力，而将相对次要的应用存储在云提供商的服务器上。
多云
多云与混合云的主要区别是多云在一个 IT 架构中部署和使用多种云计算和存储设备。
云计算服务
云服务主要分为三种类型：软件即服务 (SaaS)、平台即服务 (PaaS) 和基础设施即服务 (IaaS)。换言之，在云的世界中并不存在一种普适型服务，企业需要根据自己的业务需求，找到最适合自己的解决方案。
SaaS 及其优势
软件即服务 (SaaS) 是一种软件交付模式，指云提供商在自己内部托管客户应用，客户则通过互联网访问应用。在这种模式下，客户不需要自己购买和维护计算基础设施，只需按照即用即付费的模式订阅，就可以使用服务。
如今许多客户都把 SaaS 作为一种理想的解决方案。SaaS 不仅可以帮助客户快速上线和运行前沿创新技术，还能通过自动更新减轻客户的内部资源负担，支持客户灵活扩展服务，满足起伏不定的负载要求，并随着业务发展添加新的服务和功能。在今天，一个全面、现代化的云套件能够为企业提供完整的软件解决方案，满足企业的各种业务需求，例如客户体验、ERP 采购管理、ERP 项目组合管理、供应链管理以及企业计划等。
PaaS 及其优势
平台即服务 (PaaS) 支持客户轻松访问和使用 Web/移动应用开发和管理工具。客户无需购买和维护底层基础设施，就可以通过浏览器访问由云提供商托管的基础设施和中间件。
Oracle PaaS 解决方案不仅提供现成可用的开发组件，支持开发人员快速在自己的应用中构建新功能，融入创新技术，例如人工智能 (AI)、聊天机器人、区块链和物联网 (IoT) 等，还提供面向分析人员、最终用户和专业 IT 管理员的专业解决方案，包括大数据分析、内容管理、数据库管理、系统管理和安全性等。
IaaS 及其优势
基础设施即服务 (IaaS) 支持客户通过互联网，按需访问基础设施服务。在这种模式下，云提供商负责托管基础设施组件，提供计算、存储和网络，以便客户在云上运行负载；云“订阅用户”则需要对云基础设施上的所有软件（例如数据库、中间件和应用软件）进行安装、配置、安全防护和维护。
云计算的优势
在当今多种趋势的推动下，各个行业的企业都开始将业务迁移至云端。对于大多数企业，目前的业务运营方式既缺乏足够的敏捷性，难以促进业务增长，又无法提供足够的灵活性，帮助企业有力地参与市场竞争。同时，数量不断增长的数字企业带来了数据爆炸，导致数据中心的存储成本和存储复杂性飞速上涨，企业 IT 部门必须快速掌握新的技能，熟练运用分析工具。
现代化的云解决方案可以帮助企业有效应对数字时代的挑战，让企业无需自己管理 IT 就能快速应对瞬息万变、日趋复杂的市场环境。
云计算如何促进创新？
在迁移到云后，企业 IT 系统将自动获得最新的创新功能和新兴技术。而利用云提供商开发的创新功能和特性，企业可以轻松获得战略性优势。
在今天，创新速度是所有一切的关键。对此，Oracle 提供现代化的云计算基础设施，帮助企业加速创新、提高效率、降低成本。借助 Oracle 集成的云（SaaS、PaaS 和 IaaS）架构，企业可以从日常运营中解放出来，专注创新：基于人工智能 (AI)、聊天机器人、区块链和物联网 (IoT) 等创新技术为客户提供新型应用和服务；基于丰富的数据捕获预测性洞察，抢占先机，帮助客户取得更卓越的成果。
基于云的安全性建立信任
迁移至云后，企业无需再耗费大量资金和精力进行 IT 安全维护。在今天，所有经验丰富的云提供商都会持续推进安全技术创新，帮助客户更好地应对潜在威胁，满足法规要求。
Oracle 也不例外。在全球数据中心区域设计中，Oracle 持续投入资金和人力，全面增强整个云体系每一层的安全性，为客户打造成熟可靠的云解决方案。这种多层安全设计超越了目前所有其他的云提供商，能够以最可靠的安全特性满足客户的业务需要。
利用云解决方案打通业务流程
对于饱受数据孤岛和碎片化业务流程困扰的企业，云提供了一种运营转型的新路径，让企业不必从零开始重新设计业务流程。利用全面、互联、模块化的云应用套件，企业能够有效消除数据孤岛，打造互联的智能组织。
Oracle 采用前所未有的方式将云的三个层面连接在一起，可提供全面、集成的云平台 — 在每一层都部署智能解决方案。籍此，企业可以轻松将本地应用迁移至云基础设施。使用 Oracle 全面的业务应用套件（包括行业领先的 ERP 解决方案），企业可以在云上高效运营所有业务。