什麼是結構色?蝴蝶翅膀的奈米科技! | 社區大學終身學習網
2022年2月26日—蝴蝶翅膀色彩絢爛奪目,不過你知道蝴蝶翅膀為什麼有著迷人的色彩嗎?今天就要來與各位介紹藏在蝴蝶翅膀的奈米科技,正是因為這些奈米結構,蝴蝶翅膀才 ...
蝴蝶翅膀色彩絢爛奪目,不過你知道蝴蝶翅膀為什麼有著迷人的色彩嗎?今天就要來與各位介紹藏在蝴蝶翅膀的奈米科技,正是因為這些奈米結構,蝴蝶翅膀才如此美麗。而近日更有研究團隊利用奈米3D列印印出這種色彩,一起來瞧瞧他們是如何做到的吧!
什麼是結構色(Structural color)?色彩的呈現可分為色素色與結構色,其中結構色又可稱為構造色。色素色透過化合物本身吸收特定波長光波,剩下波長光波反射後進入眼睛,經大腦處理後呈現出對應色彩。比方說,紅色顏料正是因為反射光對應至紅色波段,經大腦處理才呈現紅色色彩。
結構色則是透過物體表面的奈米結構來呈現色彩,當光線經過表面的奈米結構,會因為干涉、繞射、衍射等光學現象讓特定波長光線回傳至人類眼睛,進而呈現特定色彩。比方鴿子脖子的羽毛在不同觀測角度下會呈現綠色或紫色,正是因為羽毛上的結構所致,而常見的CD背面虹彩也是結構色。
圖1 鴿子脖子羽毛上的紫綠金屬光澤 利用奈米3D結構呈現色彩!近日來自瑞士的研究團隊Xiaobao Cao等人運用奈米3D列印技術來實現這種仿生結構色。研究中提到閃蝶屬蝴蝶翅膀雖有著美麗藍色(如圖2),但其奈米結構在500nm以下的透光率不佳,無法適用於全可見光的顏色顯示技術。因此,研究團隊基於一種名為Cynandra opis的蝴蝶翅膀來展開研究。
圖2 閃蝶屬的藍色光澤(左 : 閃蝶屬蝴蝶,右 : 翅膀上的奈米構造)[1] Cynandra opis butterfly的翅膀有著上下交叉的雙光柵構造,這種奈米雙光柵構造讓該蝴蝶翅膀呈現深沉藍色,如圖3所示。相較於閃蝶屬垂直方向上的交叉肋狀構造,這種雙光柵構造較為單純,不僅方便製造,也方便探討不同結構幾何參數對成色的影響。 圖3 Cynandra opis的翅膀構造: (A) Cynandra opis蝴蝶 (B)(C)不同尺度下的奈米結構[2] 該研究團隊探討上下交叉雙光柵結構對於入射...什麼是結構色?蝴蝶翅膀的奈米科技! | 社區大學終身學習網
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