2500年前女性木乃伊手臂上有明显墨色残留。图源：维基百科导读：
美国科学家开发出一种名为 PhotoTat 的智能纹身墨水，只需经过几秒钟紫外光照射，原本隐形的图案便会迅速显现，并可以在需要时再次“消失”。
除了让纹身变得更灵活，这项技术还有望用于医疗定位标记，让一些必须留在皮肤上的印记在不需要时“隐身”。
李研｜撰文
如果有一天，你的纹身可以像手机壁纸一样随时更换，会是什么感觉？早上和同事开会前，把纹身“关闭”；晚上和朋友聚会时，再用紫外光轻轻一照恢复图案。我们甚至可以在皮肤上写待办事项、显示照片……这听起来像科幻小说中的未来科技，而近日Matter & Light发表的一项研究中，美国科学家开发出一种名为PhotoTat 的可以反复擦除和重写的智能纹身墨水，向这种设想迈出了关键一步。从古埃及木乃伊身上的纹饰，到中国古代吴越地区“断发文身”的习俗，人类利用纹身表达身份、信仰与审美的历史至少已有数千年。浙江省博物馆藏百越人雕像，人物短发并饰有纹身。图源：https://en.wikipedia.org/wiki/Tattoo虽然人类使用纹身的方式不断变化，但其核心技术几乎没有改变。纹身师利用高速振动的细针，将颜料送入皮肤下方约1至2毫米深的真皮层。当伤口愈合后，这些颜料颗粒会被皮肤中的免疫细胞包裹并长期保留，于是形成我们看到的图案和文字。正因为颜料被固定在真皮层而非不断更新的表皮层中，纹身图案往往可以保持数十年甚至伴随终生。对于许多人而言，纹身代表着一项重要的决定、一个郑重的承诺，或是一种独特的身份认同。然而，永久性也是纹身最大的负担。调查显示，美国约有四分之一的纹身拥有者表示后悔过自己的纹身。毕竟年轻时喜欢的图案，几年后可能已经失去了吸引力，而原本象征某段关系的纹身，也可能随着时间推移而失去意义。于是便出现一个矛盾，很多人喜欢纹身，却又希望它不要永远固定不变。那么，有没有一种纹身既能长期存在，又可以改变形貌，甚至在必要时还能隐藏起来呢？来自美国科罗拉多大学博尔德分校的研究团队开发出一种名为 PhotoTat 的智能纹身墨水。这种纹身平时几乎看不见，却能在光照下迅速显现颜色，还能反复擦除和重写，就像把一块“电子墨水屏”植入了皮肤之中。
这种“隐身墨水”表面上似乎与通常的纹身墨水无异，但其核心却是一类装载有光致变色分子的纳米微粒。研究人员选用了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为载体。PMMA这个名字听起来有些陌生，但它其实就是人们熟悉的“有机玻璃”，广泛应用于隐形眼镜、骨科植入物以及皮肤填充剂等医疗产品中，具有良好的生物相容性。
随后，研究人员选取了三种可直接购买的二芳基乙烯（Diarylethene）类光致变色染料，并分别将它们封装到这些微球之中。
这里的“封装”至关重要。如果直接把染料分子注入皮肤，它们很快就会被巨噬细胞吞噬和清除。而当染料被包裹进尺寸更大的 PMMA 微粒之后，它们就能够像传统纹身颜料一样长期滞留在真皮层内。换句话说，PMMA就像一个微型保险箱，把原本脆弱、易流失的光敏分子长期封存在皮肤内部。
PhotoTat最神奇的地方在于，它平时可以完全透明，处于“隐身”状态。但当受到365 nm波长紫外光照射时，染料分子的结构会迅速发生变化，在几秒钟内显现出鲜艳的色彩。
研究团队设计了三种基础颜色：黄色、蓝色和品红色。这与彩色打印机采用的CMY（青色 Cyan、品红 Magenta、黄色 Yellow）三原色体系十分相似。通过不同颜色之间的混合，可以构建出丰富的色彩图案。理论上，这种调色能力足以支撑相当复杂的画面。从一行简单的文字、一个 Logo、到层次丰富的风景照片和动漫角色，未来都有可能被 "绘制" 在皮肤表面，并随光照反复改写。
从某种意义上说，这已经不仅仅是纹身，更像是一种植入皮肤的显示材料。只不过，与智能手表、电子皮肤等可穿戴设备不同，PhotoTat完全不需要使用任何电池和电子元件。
PhotoTat智能纹身技术。视频来源：参考文献1乍一看，PhotoTat 最容易让人联想到的似乎是时尚艺术。然而，这项技术的起源其实与潮流文化关系不大，而是源于一项严肃的健康监测研究。早在2020年，Bruns团队就报道了 “太阳痣”（Solar Freckle） 项目。那是一种对紫外线敏感的智能纹身，相当于一个肉眼可见的皮下紫外线剂量计。随着紫外线剂量不断累积，纹身的颜色也会逐渐加深，从而提醒佩戴者：“你今天晒得够久了，也许该补涂防晒霜了。“太阳痣”（Solar Freckles）的研究。图源：参考文献2 PhotoTat 正是在此基础上又向前迈出了一大步。研究人员不再满足于单一颜色和单一功能，而是引入了三原色体系和可重写设计，使纹身从简单的“变色提醒器”升级为一种能够显示复杂图案和文字信息的动态媒介。不过，在研究团队看来，PhotoTat 目前最重要的价值或许依然在医疗领域。例如，在癌症放射治疗过程中，医生可能需要在患者身体上留下若干永久性定位纹身，以便后续治疗时准确校准放射束的位置。类似的情况还包括皮肤病活检的定位标记、部分整形外科和医学美容中的纹眉等。用于定位的放射治疗标记。图源：Radiationvscancer这些“医疗纹身”与个性表达无关，它们只是医疗过程中的功能性标记。然而对于许多患者来说，这些印记却会长期存在于身体上，成为一段疾病或治疗经历的永久提醒。设想一位完成治疗的癌症患者或许已经恢复健康，但当他每天洗澡、照镜子时，仍会看到那些曾经用于放疗定位的小黑点，以至于不断回想起曾经的焦虑、疼痛和恐惧。如果未来采用 PhotoTat 技术，情况可能会完全不同。患者体内仍然保留定位所需的标记，但平时这些标记完全不可见。只有进入医院接受治疗时，医生才利用特定光源将其激活显示。治疗结束后，标记又重新“隐身”。这样一来，那些具有医疗功能的纹身，将不再给患者带来长久的心理负担。尽管这项技术已经开始迈出商业化的步伐，但距离真正走进纹身店和医院，PhotoTat仍有不少难关需要跨越。研究人员发现，随着 PhotoTat 经历上百次“显色—褪色”循环，其中的蓝色颜料会逐渐出现所谓的“光疲劳”（photofatigue）现象。部分染料分子在长期紫外光照射下会发生不可逆化学变化，生成一种带有紫色调的副产物。与正常染料不同的是，这种副产物即使在纹身被完全“关闭”之后依然可见，从而在皮肤上留下淡淡的永久性色彩残留。蓝色颜料在反复光照下容易出现“光疲劳”现象。图源：参考文献1对于一项主打“可擦写”的技术而言，这无疑是一个亟需解决的问题。虽然论文通讯作者 Carson J. Bruns 本人就是一位纹身爱好者，并且已经率先在自己的皮肤上尝试了这种新型墨水，但个体体验显然不能代替系统性的安全评估。这些光致变色材料需要在人体内长期停留数年甚至数十年，它们是否会缓慢降解？降解产物是否安全？长期反复接受紫外线激活是否会带来意想不到的风险？ 这些问题仍有待进一步研究。对此，Bruns 本人保持着相当坦率的态度。他并不回避技术目前存在的不足，而是公开表示团队仍在持续开展安全性评估，并承认“我们不是生物学家，我们需要帮助。”他的坦承在某种程度上也反映了这项研究的特点：它并不仅仅是一种新的纹身颜料，而是材料科学、光化学、生物医学和身体艺术交汇处的一次大胆尝试。从更长远的视角看，PhotoTat 最令人着迷的地方，在于它提出了一种全新的思路：纹身不必只是静态的装饰，而皮肤能够成为一个可编程的界面。至于这个界面是否足够安全、足够耐用，答案或许还要等待更多后续研究来揭晓。
参考文献：
[1] Bruns C.et al.; Programmable pigments: Multicolor photochromic nanoparticle inks for rewritable intradermal smart tattoos. Matter & Light,2026. DOI: 10.1016/j.matlit.2026.100119
[2] Jesse L. Butterfield, et al.; Solar Freckles: Long-Term Photochromic Tattoos for Intradermal Ultraviolet Radiometry. ACS Nano 27 October 2020; 14 (10): 13619. DOI:10.1021/acsnano.0c05723
[3] C&EN: Chemists create full-color tattoos that can turn on and off
