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鸟类的羽毛为什么不褪色

2016-01-01 浏览: 527 评论:0

摘要: 鸟类使用复杂的变化构造羽毛,创造了多彩的翅膀。它们的加工手法可以使颜色经久不变。它们是怎么做到的? 英国谢菲尔德大学的研究人员使用X射线散射来检查松鸡的蓝色和白色羽毛,发现鸟类在制造颜色方面有着令人无比惊讶的复杂控制水平。 鸟类不使用随着岁月会褪色的颜料和染...

鸟类的羽毛为什么不褪色

鸟类使用复杂的变化构造羽毛,创造了多彩的翅膀。它们的加工手法可以使颜色经久不变。它们是怎么做到的?

英国谢菲尔德大学的研究人员使用X射线散射来检查松鸡的蓝色和白色羽毛,发现鸟类在制造颜色方面有着令人无比惊讶的复杂控制水平。

鸟类不使用随着岁月会褪色的颜料和染料,而是运用色彩变化构成的奈米结构来使羽毛永葆鲜艳。——这样,也可以保证使同类认出自己。松鸡能沿着某根羽毛的倒刺来布置不同的颜色,这相当于在人类的某根头发上染上许多不同的颜色。

松鸡的羽毛色彩,从紫外光到蓝色,再到白色,都用纳米结构的多孔且有弹性的材料制成,跟人类的头发和指甲材料一样。

研究人员发现,松鸡能极其精确地控制这些海绵样的结构上的小孔面积,它们能把这些孔固定在某个特殊的尺寸,而这些孔的大小决定了我们眼睛所看到的色彩。当光照射到羽毛上时,这些孔的大小决定了光的散射,因此,也就确定了反射出来的色彩。由此,长孔就意味着用来反射较长波长的光,呈现出来的光就是白色。相反,小一些的孔构造更加致密,就呈现出来蓝彩色。

如果色彩是在鸟类饮食中摄取的染料形成的,羽毛的颜色就会随着时间褪色。但是,大自然创造了这种通过改变结构来发明颜色的方法,奈米结构会原封不动得到保存,鸟类的翅膀就永远不会随着它们的年纪增大而变灰。我们人类没有这样的构造,因此我们的皮肤就随着岁月变苍老了。这个研究发现已经刊登在了《自然科学报告》里。

谢菲尔德大学物理学和天文学博士安德鲁·帕内尔说:“传统思想认为,用材料控制光需要极其精确的方法,而控制结构需要许多不同的处理阶段,然而大自然在鸟类翅膀上聚集了这种材料,我们应该也有能力合成它。”

帕内尔博士说:“这个发现意味着,将来我们能创造颜色经久不变的合成涂料和材料。我们已经发现了成形方法和控制这种高级奈米结构的方法——只要调整海绵状结构上的小孔大小和密度,就能决定其反射出来的色彩。”

“到目前为止的技术不能把颜色控制到如此精确的水平。我们仍旧使用染色和色素。现在,我们已经知道大自然取得了成功,我们也要开始开发新材料,用来做衣服或绘画颜料。我们将使用这些奈米结构来加工。你知道这意味着什么嘛?我们将创造出永不褪色的颜色,怎么洗也不会洗掉的颜色。”

有了这种工艺,未来的绘画颜料就会更加明亮,更加清新,保持得更久,而且更少一些碳棒的痕迹。

这个发现还回答了另一个长期未决的疑问:为什么非荧光的绿色在大自然里那么稀有?那是因为要创造这种绿彩色,需要非常复杂和狭窄的长波,对可调谐的海绵结构来说,这却是件难事。因此,大自然就避开了这个难题,改为创造绿色,一种显明的伪装色,比如说松鸡,它的黄色素就能勾选吸引一部分蓝颜色。

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