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星期文库 趣话仿生材料之五 不褪色的结构色 曲鲜芍

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发布时间:2020-06-05 22:26:54
为了保持物体原本的美,人类自古以来就试图避免褪色现象的发生。比如在陶罐上面镀一层釉,或者研究成分复杂的墨,书画能够历经沧桑而色泽依旧。不过,从科学的角度来讲,这些手段的本质都是保护颜料本身的性质不受到光和热以及氧气水分的破坏。从颜料本身来说,它们通常是结构复杂的化学成分,有的还对人体有一定的危害。此外,化学颜料的颜色范围比较单一,除了一些基本颜色之外,其他的颜色都是通过不同颜色的配比调和得来的。
 
要了解颜料为什么会褪色,就要从颜料本身为什么会有颜色来理解。颜料本身是一种具有特定结构的分子,当具有不同波长的太阳光照射到分子上后,这些分子就会吸收特定波长的光线,而其他没有被吸收的光线就会被反射出来。不同波长的光线有不同的颜色,当这些光线进入人眼后,就会被我们感受到。而由于环境的湿度、温度等因素影响,颜料分子会因不稳定而结构分解,这就导致其反射的光线更“纯净”,从而让我们觉得褪色。
 
不过,近年来,随着显微技术以及微米技术的普及,不会褪色的“结构色”开始逐渐进入大家的视野。这里的结构色,指的是能在物体表面形成稳定、艳丽,又极富变化的颜色的一种技术手段。结构色的原理是通过在物体表面制备周期性的微米结构,这些细小的结构已经小到和可见光线的波长达到了同一数量级。因此,当可见光照射到物体表面的时候,会受到这些细小的表面结构的影响,某些波长近似的光线强度可能会变得更强,而有些则会减弱,反映到人眼中,就是有些颜色更加突出,而有些颜色则变淡。这就是物理学上的干涉现象。
 
自然界中这种现象其实极为常见,最典型的就是鸟类的羽毛。鸟类在大自然中风吹日晒,羽毛依旧保持艳丽,这就是因为在羽毛上有着极其细腻的微纳结构,这些结构本身不仅能够用来显示艳丽的颜色吸引异性,有助于求偶交配,还有着防水的作用,以减少雨天飞行的阻力。
 
结构色本身取决于材料本身的性质以及表面结构的样式,所以只要物体表面没有被破坏就永远不会褪色。现在这一技术已经越来越深入到我们的生活当中了,比如有些智能手机后盖的渐变色,就采用了这一技术。
 
http://www.dashoubi.org/news/zxzx/2020-06-05/133764.html