modelowanie obliczeniowa wyjaśnia dlaczego błękity i zielenie są najjaśniejsze kolory w naturze wykazały

Naukowcy z University of Cambridge, używane eksperyment numeryczny, aby określić granice matowym kolorze strukturalnej, zjawisko, które jest odpowiedzialne za jedne z najbardziej intensywnych kolorów w naturze, i okazało się, że rozciąga się tylko tak daleko, jak niebieski i zielony w widzialnym widma. Wyniki, opublikowane w PNAS, może być przydatna w rozwoju nietoksycznych farb i powłok z intensywnym kolorze, który nigdy nie zanika.

barwę strukturalną, co jest widoczne w niektórych ptaków, piór skrzydeł motyla lub owadów, nie jest spowodowany przez pigmenty lub barwniki, ale struktury wewnętrznej sam. Pojawienie się koloru, czy matowe lub opalizujące, będzie w zależności od struktury rozmieszczone są w nanoskali.

Nakazał, lub krystaliczne struktury spowodować opalizujących kolorach, które zmieniają się przy oglądaniu pod różnymi kątami. Nieuporządkowane lub skorelowana struktury spowodować kąt niezależne kolorów matowych, które wyglądają tak samo niezależnie od kąta patrzenia. Ponieważ kolor strukturalny nie blaknie, te kolory matowe kąt niezależny byłby bardzo przydatny do zastosowań takich jak farby lub powłok metalicznych, gdzie efekty nie są potrzebne.

„W związku z ich intensywności i odporności na zanikanie, matową farbą, która wykorzystuje barwę strukturalną byłby również bardziej przyjazny dla środowiska, ponieważ nie będzie konieczne toksyczne barwniki i pigmenty” wymienionej pierwszej autor Gianni Jacucci z Department of Chemistry Cambridge. „Jednakże, musimy najpierw zrozumieć, jakie są ograniczenia dla odtworzenia tych typów kolorach zanim jakiekolwiek aplikacje komercyjne są możliwe.”

„Większość przykładów kolorze strukturalnej w przyrodzie są opalizujące, jak dotąd, przykłady naturalnie występującej matowym kolorze strukturalnej istnieją tylko w odcieniach niebieskich lub zielonych”, powiedział współautor Lukas Schertela. „Kiedy staraliśmy się sztucznie odtworzyć matowym kolorze strukturalnej czerwieni lub pomarańczy, skończymy z wynikiem złej jakości, zarówno pod względem czystości i nasycenia barw.”

Naukowcy, którzy są oparte w laboratorium dr Silvia Vignolini, zastosowania modelowania numerycznego do określenia ograniczeń tworzyć nasycony, czysty i matowy kolor czerwony strukturalny.

Naukowcy modelowane odpowiedź optyczny i wygląd kolorów nanostruktur, jak znaleźć w świecie przyrody. Okazało się, że nasycone matowe strukturalnych barw nie mogą być odtworzone w czerwonym obszarze widma światła widzialnego, co może wyjaśnić brak tych barw w systemach naturalnych.

„Z powodu złożonego oddziaływania pomiędzy jednym i rozpraszania wielokrotnego rozproszenia i wkładów skorelowanej rozpraszania, okazało się, że oprócz czerwony, żółty, pomarańczowy może trudno dotrzeć,” że Vignolini.

Pomimo oczywistych ograniczeń barwę strukturalną, badacze że te mogą być przezwyciężone przez zastosowanie innego rodzaju nanostruktur, takich jak struktury sieciowe lub wielowarstwowych struktur hierarchicznych, chociaż układy te nie są jeszcze do końca poznane.

źródło University of Cambridge. "Computational modelling explains why blues and greens are brightest colors in nature." ScienceDaily. ScienceDaily, 11 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200911141656.htm>.