蝴蝶的魅力很大程度上要归功于它们鲜艳的色彩。而且,它们之所以呈现出绚丽的色彩,在很大程度上并不是颜料,也就是赋予不同墨水颜色的分子,而是翅膀表面的纳米级结构。

由微小结构反射的光产生的颜色,被称为结构色,在蝴蝶、鸟类和许多其他生物中很常见,但科学家们直到最近才知道如何在实验室中创造出这种颜色。现在,研究人员已经将这一过程改进到前所未有的效率水平,使他们能够打印出非常明亮的颜色,因为它们的结构是纳米级的。他们在该杂志的一篇新论文中描述了这项工作科学报告

“我们能够创造出几乎100%吸收不同颜色的结构,所以我们的技术可以产生更明亮的颜色,”资深作者杨晓东告诉科技时报。万博体育登录首页

我们通常在喷墨打印机中使用颜料。它们的颜色是色素分子自身特性的结果,尤其是它们吸收和反射的光的颜色。

隐藏在白光中的是其他颜色的光,这就是为什么把棱镜对着阳光会产生彩虹的原因。蓝墨水看起来是蓝色的,因为它反射蓝光并吸收所有其他颜色的光。

结构色的形成也取决于哪些颜色被吸收,哪些颜色被反射。但与颜料不同的是,结构色是由材料表面的纳米级结构产生的,而不是由构成材料的分子的特性产生的。在这种情况下,研究人员使用离子束在一块玻璃的薄银涂层上雕刻出极小的孔。

杨说:“这个想法是,当白光,比如太阳光进来时,特定尺寸的孔允许该区域吸收特定颜色的光。”

研究人员产生的颜色如此明亮,是因为他们设计了吸收特定颜色所需的精确尺寸的孔。通过组合不同大小的孔,他们能够创造出不同的颜色,就像喷墨打印机只使用三个彩色墨盒和黑色来创造许多其他颜色一样。

研究人员将薄层的银、玻璃和另一层银堆叠在一起,形成他们雕刻纳米孔的材料,但杨说,其他金属也可以工作。每一层都很薄,只有几十纳米厚,可以放置在许多不同的表面上。该技术的一个潜在应用是在身份证等塑料卡片上打印微小图像。万博体育登录首页

“因为它非常小,这项技术可以用于安全标记,”杨说。万博体育登录首页

这项技术的用处不大,万博体育登录首页但也许更有趣的是,应用程序正在创建“纳米级绘画”,就像研究人员为密苏里科技大学(Missouri S&T)的运动标志所创建的那样。因为为一所科技学校的运动队加油最合适的方式,当然是创造一个高度工程化的东西,它太小了,任何人用肉眼都看不见。万博体育登录首页

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