小朋友们,父母有带你们去过动物园吗?动物园里有很多可爱漂亮的小动物,有世界上最色彩斑斓和美丽的鸟类孔雀,他们的羽毛缀着由蓝、绿、黄、棕等颜色的羽小支组成的“眼圈”,开屏时反射出鲜艳夺目的光泽。可是大家知道为什么孔雀羽毛如此绚丽多彩吗?下面就由小编来给大家解答一下疑惑吧。
用电子显微镜观察孔雀羽毛不同色彩羽小支的微观结构,就会发现羽小支的皮层是有序的光学结构,由角蛋白基底镶嵌周期排列的黑色素小柱子阵列构成,中间还有空气小孔阵列。
不同颜色羽小支中的光学结构很相似,主要的差异是黑色素小柱子之间的间距不同。蓝色、绿色、黄色和棕色羽小支中黑色素小柱的间距分别约为140、150、160和185纳米;就是这小小的差异导致了不同的颜色。这种光学结构(又称为“光子晶体”)会产生干涉和散射的联合效应,形成多种色彩。如呈现绿色的羽小支中是因为它对绿光有很强的反射作用,其余颜色光都可以透过。
孔雀羽毛还具有虹彩效应,如果我们斜着观察,会发现色彩发生蓝移现象,如绿色羽毛变成了蓝色,黄色羽毛变成了绿色。这种虹彩效应是由于光学结构对光的选择性反射的色彩随着观察角度变化相应发生了蓝移。
孔雀羽毛调控色彩的策略非常精妙,即利用羽小支皮层的光学结构,稍微变化其结构参数就可获得不同色彩的结构色。结构色具有色素色没有的美妙特性,如虹彩色泽、高亮度和色彩饱和度,改变结构就可改变颜色以及永不褪色等。因此,结构色在生物仿生制备新型环境友好颜料、显示等领域有重要的应用前景,也为科学家研制新型的光子结构材料和器件提供了灵感。