作者:剑桥大学莎拉·柯林斯 学分:剑桥大学 研究人员已经证明了为什么自然界中强烈的纯红色主要是由颜料产生的，而不是产生明亮的蓝色和绿色的结构色
剑桥大学的研究人员利用一项数值实验来确定物质结构颜色的极限——这种现象是自然界中一些最强烈的颜色的原因——并发现它在可见光谱中只延伸到蓝色和绿色
这一结果发表在PNAS，可能有助于开发无毒涂料或永不褪色的深色涂料
在一些鸟的羽毛、蝴蝶翅膀或昆虫身上看到的结构颜色不是由色素或染料引起的，而是由内部结构引起的
颜色的外观，无论是哑光还是彩虹色，都将取决于纳米尺度上的结构排列方式
有序的晶体结构会产生彩虹色，当从不同的角度观察时会发生变化
无序或相关的结构会产生与角度无关的哑光颜色，从任何视角看都是一样的
由于结构颜色不会褪色，这些与角度无关的哑光颜色对于油漆或涂料等不需要金属效果的应用非常有用
“除了它们的强度和抗褪色性之外，使用结构色的亚光涂料也更加环保，因为不需要有毒的染料和颜料，”剑桥大学化学系的第一作者吉安尼·贾古奇说
“然而，在任何商业应用成为可能之前，我们首先需要了解再现这些类型的颜色的限制是什么
" “自然界中大多数结构色的例子都是彩虹色的——到目前为止，自然产生的物质结构色的例子只存在于蓝色或绿色中，”合著者卢卡斯·舍尔特说
“当我们试图人为地为红色或橙色重新创造哑光结构色时，我们最终得到的结果质量很差，包括饱和度和颜色纯度
" 研究人员，他们是在博士的实验室工作的
西尔维亚·维格诺里尼(Silvia Vignolini)使用数值建模来确定创建饱和、纯净和哑光红色结构颜色的局限性
研究人员模拟了自然界中发现的纳米结构的光学响应和颜色外观
他们发现饱和的物质结构颜色不能在可见光谱的红色区域重现，这可能解释了自然系统中缺乏这些色调的原因
“由于单次散射和多次散射之间复杂的相互作用，以及相关散射的贡献，我们发现除了红色，黄色和橙色也很难达到，”维格诺里尼说
尽管结构颜色有明显的局限性，研究人员说，这些可以通过使用其他种类的纳米结构来克服，例如网络结构或多层层次结构，尽管这些系统还没有完全理解
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