为什么蓝色和绿色是自然界中最亮的颜色?
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发布时间：2022-04-24 08:48
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时间：2022-06-18 04:21
研究人员表明了为什么自然界中强烈的纯红色主要由颜料产生，而不是产生明亮的蓝色和绿色的结构色。
来自剑桥大学的研究人员使用数值实验来确定亚光结构颜色的极限（这种现象是自然界中某些最强烈的颜色的原因），并发现该结构仅延伸至蓝色和绿色。可见光谱。该结果发表在PNAS上，可用于开发无毒，色彩永不褪色的无毒油漆或涂料。
在某些鸟的羽毛，蝴蝶的翅膀或昆虫中看到的结构颜色不是由颜料或染料引起的，而是仅由内部结构引起的。颜色的外观，无论是无光还是虹彩，都将取决于结构在纳米级的排列方式。
有序的或结晶的结构会导致彩虹色，当从不同角度观察时，彩虹色会改变。无序或相关的结构会导致与角度无关的无光泽颜色，从任何角度看，它们的外观都是相同的。由于结构颜色不会褪色，因此这些与角度无关的无光泽颜色对于不需要金属效果的应用（如油漆或涂料）非常有用。
剑桥化学系的第一作者吉安妮·贾奇奇（Gianni Jacucci）说：“除了强度和抗褪色性外，使用结构色的哑光涂料也将更加环保，因为不需要有毒的染料和颜料。” “但是，我们首先需要了解在实现任何商业应用之前重新创建这些类型的颜色的局限性。”
共同作者卢卡斯·谢特尔（Lukas Schertel）说：“自然界中大多数结构颜色的例子都是虹彩的-到目前为止，自然出现的无光泽结构颜色的例子仅存在于蓝色或绿色色调中。” “当我们尝试人为地为红色或橙色创建哑光结构颜色时，无论是在饱和度还是在色纯度方面，我们最终都会得到质量较差的结果。”
研究人员位于Silvia Vignolini博士的实验室中，他们使用数值模型来确定创建饱和，纯净和无光泽的红色结构色的局限性。
研究人员模拟了自然界中发现的纳米结构的光学响应和颜色外观。他们发现，在可见光谱的红色区域无法重建饱和的无光泽结构颜色，这可能解释了自然系统中没有这些色调的原因。
Vignolini说：“由于单次散射和多次散射之间复杂的相互作用，以及相关散射的贡献，我们发现除了红色，*和橙色之外，几乎也无法达到。”
尽管结构颜色有明显的局限性，研究人员说，尽管还不能完全理解这些系统，但可以通过使用其他类型的纳米结构来克服这些问题，例如网络结构或多层层次结构。
像在某些蝴蝶的翅膀，鸟的羽毛和甲虫的背部上发现的那样，结构颜色可以防止褪色，因为它们不吸收染料和颜料之类的光。但是，对于某些应用（例如油漆，彩色显示器或打印机墨水）而言，在自然界中增强其美感的彩虹色并不总是理想的。现在，研究人员开发了一种新方法来产生不会随视角变化的结构颜色。
结构色是由于自然界中一系列因特殊光学尺度的微观结构对可见光进行选择性反射、色散、散射、干涉、衍射和透射等物理作用而产生的五彩缤纷的生物色彩。结构色所具有的无污染、不褪色、高饱和亮度、无虹彩效应的显色机理也使其具有其他染色技术所无法比拟的技术优势和广阔的应用前景。
染料和颜料吸收和反射可见光的特定波长的光，使它们显示在相同的颜色的反射光。相反，结构色不吸收光，而是从微观结构（例如蝴蝶翅膀上的鳞片）反射光。反射光的波长取决于物体的方向和观察者的角度，从而引起虹彩的闪烁，色移效果。以前，科学家发现它们可以通过反射顺序较差的微观结构产生的光来制成非虹彩结构色，但他们的方法有实际局限性。广东工业大学的杨东鹏，黄绍明及其同事希望开发一种快速简单的方法来生产可用于彩色打印和绘制3D对象的非虹彩结构色。
在他们的新方法中，研究人员用氧化铁(Fe3O4) 纳米粒子的薄壳覆盖了球形二氧化硅粒子。然后，他们将颗粒的溶液放在表面上，并加热了样品，以快速蒸发液体。所得膜包含紧密堆积的颗粒，这些颗粒缺少虹彩所必需的远距离有序。结果，无论观察者的角度如何，表面都呈现相同的颜色。可以使用不同的二氧化硅粒径来控制颜色。研究小组表明，他们可以打印文本和图像，还可以在3D对象（玩具恐龙）上涂上颜色。
我国湖北大学王世敏教授和武汉纺织大学徐卫林教授等指导的研究团队研究出一种有效、易操作的碳纤维织物着色方法，不仅颜色可调，还具有优良的耐洗涤性能。这项研究已经发表在国际材料科学领域顶级期刊《ACS Nano》上（Facile and Effective Coloration of Dye-Inert Carbon Fiber Fabrics with Tunable Colors and Excellent Laundering Durability）。
据介绍，该研究主要从仿生结构生色的思路出发，采用ALD（原子层沉积）技术在碳纤维/织物表面构建尺度各异的非晶TiO2薄膜，实现了碳纤维及其织物的着色。
通过控制非晶TiO2薄膜的厚度，该研究实现了三原色红、黄、蓝的成功制备，并能通过三原色的复合，即改变碳纤维织物表面ALD TiO2的厚度，获得其他各种不同的颜色。且所形成的TiO2薄膜耐洗涤性能优良，可经受50次的洗涤。这一成果为实现碳纤维及其织物的生态着色指明了方向。
由此我们也能看到，大自然本身就是爱美的，我们爱美的技术还需要向大自然多学习。
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时间：2022-06-18 04:21
蓝色和绿色是自然界中最亮的颜色原因，这两种颜色能让我们感到耳目一新，神清气爽。
热心网友
时间：2022-06-18 04:21
我个人认为是因为天空是蓝色的，还有海洋也是蓝色的，很多森林树木，这些都是绿色的，所以在自然界中最耀眼最靓的颜色是蓝色和绿色。
热心网友
时间：2022-06-18 04:22
因为大自然中存在最多的颜色就是蓝色跟绿色，树是绿色，天空是蓝色，这样在地图上看到最多的颜色也是蓝色跟绿色，所以说蓝色和绿色是自然界中最亮的颜色。
