安东尼·金，《地平线:欧盟研究与创新杂志》 大理石浆果的反射色因细胞而异，给它一个醒目的外观
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0 大理石浆果的彩虹色和微藻的巧妙、光线弯曲的穿孔启发科学家创造可生物降解的闪光和化妆颜料，以及用于激光或清洁污染物的仿生藻类
大自然已经花了数百万年来寻找问题的答案
它提出了巧妙的解决方案来建造坚固的结构，获取能量并产生彩虹色
科学家们越来越多地转向自然界寻求灵感来创造新的、更绿色的材料和技术
在博士的实验室里
英国剑桥大学的西尔维亚·维格诺里尼(Silvia Vignolini)的科学家们正在设计用于食品着色和化妆品的可生物降解的闪光剂和天然染料，这是一个名为PlaMatSu的项目的一部分
为此，他们使用纤维素——一种赋予树木和植物力量和硬度的天然纤维，用于造纸
“这是地球上我们拥有的最丰富的物质，”博士说
Vignolini
“每个人都想到它的力量，但不是每个人都知道你可以用纤维素制造颜料
" 纯纤维素是雪白的
变颜色，博士
维格诺里尼用纤维素雕刻出微小的形状，光线反射出明亮的颜色，这种颜色被称为结构色
“通过在纳米尺度上构建材料，光以一种创造颜色的方式与之相互作用，”博士说
维尼说——想想弯曲光线产生的肥皂泡的颜色，或者蝴蝶多彩的翅膀
在这些例子中，颜色根据视角而变化
医生
Vignolini的灵感来自于自然界的彩虹色，这是由材料的结构而不是颜料的存在造成的
大理石浆果(波利亚冷凝物)闪亮的金属蓝色果实是最引人注目的例子之一
Vignolini研究过，细胞之间的颜色反射率会发生变化，使果实看起来闪闪发光
一个不同的例子是甲虫，她发现它比纸更白，这要归功于能折射所有颜色的超薄鳞片
结构颜色 医生
Vignolini的实验室已经使用结构色来制造完全可生物降解的颜料和闪光剂，例如，它们可以用于化妆或作为五彩纸屑
传统的闪光粉是由聚合物微粒制成的，而Dr
Vignolini的闪光剂仅由特殊形状的纤维素制成
“这是由植物每个细胞壁中的相同材料制成的
它占沙拉的40%。”
她闪光的活力
“如果分散到环境中，它是无害的，而且也是可食用的
" 她与化妆品公司合作生产基于植物的、可生物降解的色素，包括用于化妆和护肤
由于超薄的鳞片可以折射所有的颜色，这种甲虫比纸还白
荣誉:奥林匹克奥内利 她还致力于从有机废弃物中提取新的结构性食用色素，因为食品工业正在努力取代合成色素
“我们可以利用造纸过程中剩下的东西，或者农业废料，比如富含纤维素的芒果或香蕉皮，然后用它来上色，”博士说
Vignolini
PlaMatSu网络中的其他人正在寻找超越色彩的方法来运用来自自然的表面想法
德国弗赖堡大学和瑞士弗里堡大学的团队正在研究粗糙的植物表面如何阻止昆虫
他们可以制造可生物降解的材料，可以喷洒这些材料来阻止虫子吃庄稼或墙壁来阻止虫子
意大利巴里大学的合成化学家吉安卢卡·玛丽亚·法里诺拉教授认为，被称为硅藻的微小藻类美丽的光控结构有许多可能的用途
他研究了发光二极管技术、太阳能电池和光学器件的分子和纳米结构
在教环境科学本科生时，他遇到了硅藻
他受到启发创造了仿生藻类，这种藻类可以操纵激光技术或输送药物
硅藻类 硅藻是单细胞藻类，每一种都包裹在硅中，是它们自己的玻璃房子
这些可以是扇形或杆状、锯齿形、圆形或三角形
“它们是美丽的自然物品，激发了艺术家、时装设计师和建筑师的灵感，”教授说
Farinola
它们出现在海洋、湖泊和池塘中，制造我们呼吸的氧气的至少20%
“最大的物种可以用肉眼看到，但只是小点，”教授说
Farinola
“你无法欣赏它们的形状和结构之美
" 在显微镜下，你可以看到毛孔或各种各样的隆起和隆起
这些标记将光的最佳波长聚焦到细胞进行光合作用，同时散射或过滤掉有害的波长
这使它们成为自然的光子结构，意味着它们能够操纵光
“光子晶体在激光技术中被大量使用，”教授说
法里诺拉说，他相信硅藻可以激励研究人员创造新的光子技术，例如用于光探测、计算或机器人技术
硅藻的微观结构有助于它们操纵光线，这使得它们有望被用于光探测、计算或机器人新技术
信用:莫加纳达斯穆尔蒂和帕恰姆图拉马萨米，根据CC BY-SA 3许可
0 作为探索生物感应太阳能收集材料的BEEP网络的一部分，教授
法里诺拉正在攻读博士学位
D
学生将研究硅藻的光合作用，并使用额外的聚光设备——某些分子——创造一种仿生硅藻
“我们结合了覆盖硅藻不能自然吸收的波长范围的分子，”教授说
Farinola
这就像一个人工天线，吸收额外的光，增强光合作用
这将促进海水中硅藻的生长
教授
法里诺拉的研究可能会看到用于输送药物的特殊硅藻
他在巴里的实验室可以在移除里面的细胞后改造他们的温室，或者在硅藻食物上附着一种物质，让它潜入壳内
他的团队将抗氧化分子附着在硅藻的外壳上，然后捕获抗生素环丙沙星，这种抗生素有可能进入病人体内
在另一个例子中，活硅藻吸收双膦酸盐，这是一种众所周知的用于改善骨质疏松症患者骨骼状况的药物
“然后我们去除所有的生物物质，留下二膦酸盐的二氧化硅，”教授说
Farinola
他设想在植入物上覆盖这些硅胶壳，以刺激手术后的骨骼生长，尽管这还没有在病人身上试验过
他的团队还在研究如何利用硅藻壳中的二氧化硅来清除环境中的不同污染物
根据教授的说法，研究人员用一种特殊的聚合物(聚多巴胺)覆盖死硅藻的外壳，并附着在原则上可以用来分解污染物的酶上
Farinola
通过汇集生物学家、藻类专家、物理学家、合成化学家和新兴研究人员，BEEP旨在探索微生物如何帮助我们创造新技术
“在研究植物的背景下，我们想打破生物学、化学和物理学之间的界限，”博士说
Vignolini，谁负责协调BEEP
她认为这个网络和PlatMaSu有望开发出新的、更环保的材料来满足社会需求
颜料与结构色 颜料颜色吸收和反射不同波长的可见光，每种波长对应一种特定的颜色
如果一面粉刷过的墙吸收除蓝色以外的所有波长的光，那么墙看起来会是蓝色的
化学颜料产生的颜色从各个角度看都一样，而且会随着时间的推移而褪色
相比之下，结构色不吸收光，而是从鳞片等结构上反射光
反射光的波长取决于物体的方向和观察者看到物体的角度
多层结构会产生彩虹色，因为颜色会根据视角而变化
与化学颜料不同，结构色不易褪色
它广泛存在于自然界，在变色龙和孔雀羽毛中也能找到
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