德國萊布尼茲聚合物研究所的研究團隊開發出了一種特殊的的石墨烯涂層，這種石墨烯涂層能夠在它變形或破裂時改變顏色，該論文發表在《Material Horizons》上。該團隊在論文中描述了這種石墨烯涂層的制備方式，并闡述了它們的潛在商業價值：用于人造設備設施的故障檢測。飛機和橋梁等設備設施都有可能在毫無征兆的情況下突然出現故障。事實也證明，在故障前，這些涉及人身安全的設施所出現的異常難以被人察覺。

    例如，飛機機翼和其它飛機部件在受到一定的驟加應力時會產生微裂紋，這些裂紋也許會導致故障，但是又難以用肉眼觀察出來。萊布尼茲聚合物研究所的這項研究成果，會讓檢測變得更加容易。那么，這種新型石墨烯涂層是怎樣實現一遇形變或破裂就變色的呢？

    一般的人造材料通常是通過顏料來著色——這些顏料能吸收一定范圍內的波長，也能反射一定的波長。但是，自然界中的生物通常是通過特定的、“精心設計”的結構來反射，放大或吸收某些頻率范圍內的光。

    這樣的顏色又稱為“結構色” （structural colour，又稱物理色），可變結構色帶來了自然界中生物的色彩變化。例如，昆蟲體壁上有極薄的蠟層、刻點、溝縫或鱗片等細微結構，使光波發生折射、漫反射、衍射或干涉而產生的各種顏色，甲蟲體壁表面的金屬光澤和閃光也是典型的結構色。

    為了制備類似生物“結構色”的涂層，研究人員通過使用特殊的沉積方法，使石墨烯納米片（GNPs）堆疊出獨特的“鱗片”結構。通過調諧精細的平行多層結構，他們在一個復合相間區域觀察到了石墨烯涂層從紅色、黃色到綠色的可變結構色。

    在原生狀態下，石墨烯涂層呈紅色，但是如果一些因素使石墨烯的平面發生了內凹或外凸，該涂層將會變成黃色；在破裂的情況下，由于割裂了該涂層近鄰薄片之間的連接，它又會變成綠色。這就使人們觀察材料是否受到損害變得更加容易。

    這種顏色的變化過程在顯微鏡下是非常明顯的——精心放置的石墨烯薄片的任何結構變化都會導致其中某些石墨烯薄片的方位發生變化，這就造成了光在涂層的某些方向（不同于大多數薄片方向）發生反射。

    研究人員相信，他們制備的涂層或與其類似的產品有一定的工業應用前景。但是，該涂層在揭示材料變形和破裂程度的有效性仍待測試，這種涂層是否能適應現實世界中惡劣的環境也尚未明確。