2020-03-28 06:31:02
科学家找到一种从黑色中提取颜色的方法

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科学家们开发出了一种方法,可以利用自然界中通常被视为黑色的无序模式,从可用光谱中提取出更丰富的色彩。

我们在自然界中看到的颜色通常来自纳米级图案,这些图案以特定方式反射光。例如,蝴蝶的机翼可能会显示为蓝色,因为机翼表面上的细小凹槽只会反射蓝光。

但是,当表面呈现黑色或白色时,通常是因为纳米级结构完全无序,导致所有光被吸收或反射。

由伯明翰大学领导的一组研究人员现在已经找到一种控制光通过这些无序表面产生鲜艳色彩的方法。

该团队由德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学和中国南京大学的同事组成,他们将这种方法与艺术家使用了数百年的技术进行了比较。其中最著名的例子是四世纪的罗马Lycurgus杯子,它是由玻璃制成的,当光线从正面照到上面时,它看起来是绿色的,但是当光线从背面照到它上面时,它是红色的。

在现代的发展中,研究团队展示了一种精细控制这种效果以产生极其精确的色彩还原的方法。

图像中的不同颜色在平版印刷版上以不同厚度的透明材料(例如玻璃)表示。最重要的是,研究人员沉积了无序层,在这种情况下,该无序层是由金纳米颗粒的随机簇组成的。最终,该团队在该层下面放置了一个镜面以形成透明的空腔。空腔能够将光或光子捕获到内部。光子的行为就像腔体内的波,在光刻表面下方以不同的频率谐振,并根据每个波的长度释放不同的颜色。

通过使用这种技术,该团队能够以极高的色彩精确度再现一幅中国水彩画。

首席研究员张爽教授解释说:“自然产生颜色的不同方式确实令人着迷。如果我们能有效地利用它们,我们就能开辟出比以往更丰富,更生动的色彩宝库。”

合著者刘昌旭博士补充说:“在物理学上,我们习惯于认为纳米加工中的随机性不好,但在这里我们证明,在某些特定应用中,随机性可以优于有序结构。我们产生的随机结构中的强度确实很强,我们可以将其用于其他物理领域,例如新型传感技术。”

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