🌟 **自然界斑纹的“不完美之美”：** 研究的核心在于揭示动物身上看似规则却总带有细微变化的斑点和条纹图案是如何形成的。科学家们认为，自然界中的“不完美”是普遍存在的，而这种“不完美”恰恰是造就这些独特纹理的关键。研究团队提出了一种简单而有效的理论，解释了细胞如何通过聚集和迁移等过程，创造出多样化的斑纹变化，从而赋予了动物群体独特的视觉特征。

🔬 **融合数学模拟与生物过程的新模型：** 该研究将数学模拟（基于图灵反应-扩散模型）与真实的生物过程相结合，是解释自然界复杂皮肤花纹形成机制的重大突破。新模型进一步完善，将细胞视为具有具体大小的个体，模拟了它们在组织间的移动、分裂以及对化学梯度（如扩散泳动）的反应。同时，模型还考虑了动物真实体型的弯曲和褶皱对化学物质分布和斑纹走向的影响，使得生成的图案更加逼真，呈现出自然的“瑕疵”和丰富的层次感。

💡 **推动可自适应、变色材料的开发：** 对动物斑纹形成机制的深入理解，不仅为科学家们破解自然界中复杂皮肤花纹提供了重要的理论依据，更具有重要的应用前景。这项研究的成果有望启发未来生物材料及智能表面设计的新思路，例如开发出能够根据环境变化而自适应改变颜色和纹理的新型材料，这在伪装、显示技术等领域具有巨大的潜力。

科罗拉多大学博尔德分校（UC Boulder）最新研究揭示了动物身上斑点和条纹“不完美之美”的成因，为科学家破解自然界复杂皮肤花纹提供重要理论依据，并有望推动可自适应、变色材料的开发。

长期以来，斑点和条纹在自然界中具有多种功能，但这些精美图案究竟如何形成，始终困扰着科学家。此次，研究团队首次将数学模拟与真实生物过程结合，揭示了这些看似规则却总带有细微变化的天然花纹如何生成。

项目负责人、化学与生物工程系的Ankur Gupta指出，“自然界处处都是不完美。我们提出了一种简单理论，解释细胞如何聚集并创造出多样化的斑纹变化。”

早在2023年，该团队就提出基于图灵反应-扩散模型的新理论，并引入‘扩散泳动’（diffusiophoresis）物理过程，用于解释细胞或颗粒如何沿浓度梯度迁移。这一突破为解释热带鱼、蛇类等清晰花纹的形成提供了数学依据。然而，早期模型更像物理仿真，尚未完全模拟真实生物组织与色素细胞的行为，也无法解释自然界中花纹并非“完美复制”。

最新模型进一步完善，将细胞具象为有具体大小的个体，模拟它们在组织间的移动和分布。新算法生成的图案更加贴近现实动物，呈现出具有自然“瑕疵”、丰富层次的花纹。例如，色素细胞不会静止不动，而是会移动、分裂，并对化学梯度做出反应；此外，动物的真实体型也非规则平面，每一处弯曲与褶皱都会影响化学物质分布和斑纹走向。这些生物和物理机制的综合，成就了科学家所说的“美丽的不完美”。

Gupta表示，“只需要给细胞赋予尺寸，便能捕捉自然界的这些瑕疵与质感。”新模型为解释自然图案有序却又充满个性的现象提供了新的答案，并可能启发未来生物材料及智能表面设计的新思路。研究团队未来希望模拟更复杂的细胞和化学物质相互作用，进一步提升仿真效果。

Gupta补充道，“我们正从不完美的自然系统中汲取灵感，希望未来能将这些特质用于新型功能材料的研发。”该研究已发表在期刊《Matter》上。