摘要: 鳥類使用復(fù)雜的變化構(gòu)造羽毛，創(chuàng)造了多彩的翅膀。它們的加工手法可以使顏色經(jīng)久不變。它們是怎么做到的？ 英國謝菲爾德大學(xué)的研究人員使用X射線散射來檢查松雞的藍(lán)色和白色羽毛，發(fā)現(xiàn)鳥類在制造顏色方面有著令人無比驚訝的復(fù)雜控制水平。 鳥類不使用隨著歲月會(huì)褪色的顏料和染...
鳥類使用復(fù)雜的變化構(gòu)造羽毛，創(chuàng)造了多彩的翅膀。它們的加工手法可以使顏色經(jīng)久不變。它們是怎么做到的？
英國謝菲爾德大學(xué)的研究人員使用X射線散射來檢查松雞的藍(lán)色和白色羽毛，發(fā)現(xiàn)鳥類在制造顏色方面有著令人無比驚訝的復(fù)雜控制水平。
鳥類不使用隨著歲月會(huì)褪色的顏料和染料，而是運(yùn)用色彩變化構(gòu)成的奈米結(jié)構(gòu)來使羽毛永葆鮮艷。——這樣，也可以保證使同類認(rèn)出自己。松雞能沿著某根羽毛的倒刺來布置不同的顏色，這相當(dāng)于在人類的某根頭發(fā)上染上許多不同的顏色。
松雞的羽毛色彩，從紫外光到藍(lán)色，再到白色，都用納米結(jié)構(gòu)的多孔且有彈性的材料制成，跟人類的頭發(fā)和指甲材料一樣。
研究人員發(fā)現(xiàn)，松雞能極其精確地控制這些海綿樣的結(jié)構(gòu)上的小孔面積，它們能把這些孔固定在某個(gè)特殊的尺寸，而這些孔的大小決定了我們眼睛所看到的色彩。當(dāng)光照射到羽毛上時(shí)，這些孔的大小決定了光的散射，因此，也就確定了反射出來的色彩。由此，長孔就意味著用來反射較長波長的光，呈現(xiàn)出來的光就是白色。相反，小一些的孔構(gòu)造更加致密，就呈現(xiàn)出來藍(lán)彩色。
如果色彩是在鳥類飲食中攝取的染料形成的，羽毛的顏色就會(huì)隨著時(shí)間褪色。但是，大自然創(chuàng)造了這種通過改變結(jié)構(gòu)來發(fā)明顏色的方法，奈米結(jié)構(gòu)會(huì)原封不動(dòng)得到保存，鳥類的翅膀就永遠(yuǎn)不會(huì)隨著它們的年紀(jì)增大而變灰。我們?nèi)祟悰]有這樣的構(gòu)造，因此我們的皮膚就隨著歲月變蒼老了。這個(gè)研究發(fā)現(xiàn)已經(jīng)刊登在了《自然科學(xué)報(bào)告》里。
謝菲爾德大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)博士安德魯·帕內(nèi)爾說:“傳統(tǒng)思想認(rèn)為，用材料控制光需要極其精確的方法，而控制結(jié)構(gòu)需要許多不同的處理階段，然而大自然在鳥類翅膀上聚集了這種材料，我們應(yīng)該也有能力合成它。”
帕內(nèi)爾博士說：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著，將來我們能創(chuàng)造顏色經(jīng)久不變的合成涂料和材料。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成形方法和控制這種高級(jí)奈米結(jié)構(gòu)的方法——只要調(diào)整海綿狀結(jié)構(gòu)上的小孔大小和密度，就能決定其反射出來的色彩。”
“到目前為止的技術(shù)不能把顏色控制到如此精確的水平。我們?nèi)耘f使用染色和色素?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道大自然取得了成功，我們也要開始開發(fā)新材料，用來做衣服或繪畫顏料。我們將使用這些奈米結(jié)構(gòu)來加工。你知道這意味著什么嘛？我們將創(chuàng)造出永不褪色的顏色，怎么洗也不會(huì)洗掉的顏色?！?/p>
有了這種工藝，未來的繪畫顏料就會(huì)更加明亮，更加清新，保持得更久，而且更少一些碳棒的痕跡。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)還回答了另一個(gè)長期未決的疑問：為什么非熒光的綠色在大自然里那么稀有？那是因?yàn)橐獎(jiǎng)?chuàng)造這種綠彩色，需要非常復(fù)雜和狹窄的長波，對(duì)可調(diào)諧的海綿結(jié)構(gòu)來說，這卻是件難事。因此，大自然就避開了這個(gè)難題，改為創(chuàng)造綠色，一種顯明的偽裝色，比如說松雞，它的黃色素就能勾選吸引一部分藍(lán)顏色。
