一位精明的工程師迷上了這種蝴蝶的顏色,心裡想著,如果能夠把這種藍色提取出來當成新顏料,說不定能大賺一筆,他深信人們一定會愛上這種新的藍色顏料。
工程師抓了閃蝶之後回去就開始搞科研,他的實驗方案是這樣的:先將翅膀研磨成很細的粉末,然後用酒精作為溶劑將其中的顏料提取出來。在過去的科研生涯中,他成功地用這種方法鑑別出很多顏料。這一次他自然是信心滿滿,相信自己一定會成功。
然而,這一次他苦惱地發現閃蝶的翅膀被研磨成粉末之後就不見了。研磨的過程就把顏料的化學結構破壞了嗎?這好像不可能,磨成粉那才多大的勁兒,怎麼能發生化學反應?
但他想這可能是這種顏料相當地脆弱,所以,他嘗試著不研磨而直接用酒精萃取,這時,更詭異的現象發生了——被泡在酒精中的翅膀居然變成了綠色!酒精跟顏料發生了化學反應?
當他把蝴蝶拿出酒精來,沒過多久,閃藍色又恢復了,這位工程師百思不得其解,把自己的發現在環球理工大學聯盟的club上公佈,引發了大家的熱議。
唐寧注意到了這一次大討論,他沒有參與,但是心血來潮地興起了利用這種產生顏色方式的念頭。這種顏色根本就不需要特殊的化學原料,它的出現是由閃蝶翅膀表面的微結構決定的。
光的波長決定了光的顏色,而物質對光的波長的喜好,決定了物質的顏色。比如紅色的物質,它把橙黃綠青蘭紫等等顏色都吸收掉了,於是我們人的眼睛就只看見了紅色。
然而,光的波長是可以被改變,因為光擁有干涉和散射現象。閃蝶的翅膀就是利用光的干涉。
閃蝶的翅膀的微結構,能夠巧妙地利用距離的長短不同將兩束光線,組合成一束藍色光線。
但僅僅是一次干涉光強度是不夠的。這就是為什麼我們看到泡泡上的顏色非常的淡。
在顯微鏡下,我們可以看到,閃蝶的翅膀,擁有小片小片的鱗片。大量的磷片組合起來形成的顏色就非常的醒目啦!
這就是結構色。大部分的顏色都會隨著時間的流逝而褪色。這是因為空氣中的氧氣會跟顏色發生化學反應。
然而結構色組成的顏色卻沒有這個問題。假如秦始皇兵馬俑使用的是結構色,那麼,他它就永遠不會變色。
考古學家們也就不會因為在一個小時之內被髮掘出來的所有的兵馬俑都褪色而抱憾終生了。
人為地創造出結構色,不僅需要深刻的理解它產生的原因,還需要給力的工具來加工玻璃紙的表面。
唐寧使用精密的鐳射在玻璃紙表面形成微結構。這門技術要比第一眼看上去複雜的多。就像led那樣,藍光的led要比紅光的led和綠光的led要難得多。
篩選出能夠用於製造玻璃微結構表面的鐳射是一個艱難的過程。就算溫莎科技帝國這麼強大的團隊,目前也只能在玻璃紙上顯示單色,也就是藍色。
而且這個顏色並不是很完美。當觀察者的角度比較小的時候,就會出現彩虹般的效果。用在鈔票上面防偽真不錯,但是用在嚴肅場合就不太嚴肅了。
唐寧將在第二代產品中解決單色問題和彩虹顏色問題。解決單色問題的方法是向孔雀學習。
孔雀的羽毛上的眼睛,不僅有藍色,還有綠色和黃色。為了得到這樣的效果,孔雀的羽毛在進化得更加複雜。
在顯微鏡下,能夠看到角蛋白下有直徑為一百奈米的柱狀結構。他們之間有許多空氣孔道。
藍色的羽毛包含了九至十二層孔道,孔道之間的距離是,140奈米。如果孔道間的距離增加十奈米,羽毛就變成了綠色。
黃色的羽毛只包含大約六層孔道,間距在165奈米左右