科学家们找到了一种从黑色中提取颜色的方法

时间:2020-04-06 18:36 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

科学家们找到了一种从黑色中提取颜色的方法

科学家们已经开发出一种方法,通过利用通常被视为黑色的自然界产生的无序模式,从可用光谱中提取出更丰富的颜色调色板。

我们在自然界中看到的颜色通常来自于以特定方式反射光线的纳米级图案。例如,蝴蝶的翅膀可能是蓝色的,因为翅膀表面的微小凹槽只会反射蓝光。

然而,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,导致所有的光要么被吸收,要么被反射。

由伯明翰大学领导的一组研究人员现在发现了一种控制光线通过这些无序表面产生鲜艳颜色的方法。

这个团队包括来自德国慕尼黑大学和中国南京大学的同事,他们将这种方法与艺术家们已经开发了几个世纪的技术进行了比较。其中最著名的例子是四世纪的罗马利库格斯杯,它是由玻璃制成的,当光线从正面照射到它时,它呈现绿色,但当光线从背面照射到它时,它呈现红色。

在一项现代研究中,研究小组展示了一种精细控制这种效果的方法,以产生非常精确的色彩再现。

图像中的不同颜色在透明材料(如玻璃)的不同厚度中表现出来。在此基础上,研究人员沉积了无序层——在这种情况下是由随机的金纳米颗粒簇构成的。最后,在这层下面,团队放置了一个镜像,形成一个透明的空洞。这个空腔能够将光粒子或光子困在里面。光子在腔内表现得像波一样,在光刻表面下以不同的频率共振,并根据每个波的长度释放出不同的颜色。

利用这一技术,该团队得以重现一幅中国水彩画,其色彩精准度极高。

首席研究员张爽教授解释说:“大自然产生颜色的不同方式真的很迷人。如果我们能有效地利用它们,我们就能开发出一个宝库,比我们所见过的更丰富、更生动的色彩。”

合著者刘昌旭博士补充道:“在物理学中,我们习惯于认为纳米制造中的随机性是不好的,但在这里,我们证明了在某些特定的应用中,随机性可以导致比有序结构更好的结果。”而且,我们产生的随机结构中的光强度非常强——我们可以把它用在物理的其他领域,比如新型传感技术。”

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