永不褪色的顏色-結構色!

2018.11.03 12:39AM
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首圖
多數的物件會呈現單一顏色,
但請你掏出100元鈔票
仔細觀察金屬感的虛線處,
這些虛線卻隨物件與你眼睛角度變化,
而有不同顏色呈現是為什麼呢?
(請找出有綠色、黃色、橘色跟紫紅色)
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Photo credit:LiFe生活化學 . CC BY NC 2.0

生活中有些物品的顏色很特別,很難形容它精準的顏色,像是金龜子炫麗外殼、蝴蝶顏色、鈔票防偽設計、肥皂泡泡等。

剛所講顏色,都可以稱它們叫「結構色(Structural colour)」。結構色是物品表面會有許許多多奈米級的結構(類似蛋白石的光子晶體結構物),以一定的排列方式,使光產生繞射。因此在不同角度下,物品顏色就會隨之改變,十分精彩!而我們台幣設計利用這一點,使用了視角變色油墨來做防偽設計呢!


照光角度改變時, 大藍閃蝶的翅膀顏色也會有些微的變化。
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​結構色已經被牛頓(Isaac Newton)發現300多年了,但科學家一直很難將此創新運用到生活上,直到最近豐田企車的研究室,從觀察蝴蝶翅膀時想到這個電子,為何不將車子烤漆作成結構色作!他們想像車上有3000億以上的奈米結構,分佈在表面,就可以產生各種鮮豔顏色,利用此還可以降低車內溫度、讓顏色持續更久,近而減少汽油消耗,達到更環保的用意。

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Photo credit: Derek Parker, flickr. CC BY NC ND 2.0

實驗時為了讓車子顏子達到效果,實驗了無數次後他們以 鉿氧化物加入水性塗料中,但測試後發現需要堆疊31層塗料才能有結構色的效果,後來改良後,添加了「 」,增加反射率,降低到7層就可以。未來研究室會測試更多材料,說不定未來一層就可以具有很不錯的效果!

現在也越來越多研究室將結構色運用在生活上,像是德國卡爾斯魯厄理工學院的Hendrik Hoelscher教授,希望能找出 二氧化鈦(白色顏料)的潛在替代品,靈感來自白色甲蟲(Cyphochilus insulanus)的甲殼素鱗片,最後他使用二氧化碳在高壓下溶解 聚碳酸酯(Polycarbonate, PC),再立刻降低壓力,使二氧化碳返回到氣體中並在聚合物中形成超微小氣泡,然後就會產生看起來像是白色的塗料!

By 以後買車想用結構色的Ivy小編


延伸閱讀:
色彩豔麗的鉻(Cr)
為什麼啤酒瓶多為棕色或綠色?
變色的自由女神

參考資料:
Structural colour
Functional optics of glossy buttercup flowers
Bio-inspired, large scale, highly-scattering films for nanoparticle-alternative white surfaces



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