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鸟类的羽毛为什么不褪色

  ]鸟类使用复杂的变化构造羽毛,创造了多彩的翅膀。它们的加工手法可以使颜色经久不变。它们是怎么做到的?

鸟类的羽毛为什么不褪色

  鸟类使用复杂的变化构造羽毛,创造了多彩的翅膀。它们的加工手法可以使颜色经久不变。它们是怎么做到的?

  英国谢菲尔德大学的研究人员使用X射线散射来检查松鸡的蓝色和白色羽毛,发现鸟类在制造颜色方面有着令人无比惊讶的复杂控制水平。

  鸟类不使用随着岁月会褪色的颜料和染料,而是运用色彩变化构成的奈米结构来使羽毛永葆鲜艳。这样,也可以保证使同类认出自己。松鸡能沿着某根羽毛的倒刺来布置不同的颜色,这相当于在人类的某根头发上染上许多不同的颜色。

  松鸡的羽毛色彩,从紫外光到蓝色,再到白色,都用纳米结构的多孔且有弹性的材料制成,跟人类的头发和指甲材料一样。

  研究人员发现,松鸡能极其精确地控制这些海绵样的结构上的小孔面积,它们能把这些孔固定在某个特殊的尺寸,而这些孔的大小决定了我们眼睛所看到的色彩。当光照射到羽毛上时,这些孔的大小决定了光的散射,因此,也就确定了反射出来的色彩。由此,长孔就意味着用来反射较长波长的光,呈现出来的光就是白色。相反,小一些的孔构造更加致密,就呈现出来蓝彩色。

  如果色彩是在鸟类饮食中摄取的染料形成的,羽毛的颜色就会随着时间褪色。但是,大自然创造了这种通过改变结构来发明颜色的方法,奈米结构会原封不动得到保存,鸟类的翅膀就永远不会随着它们的年纪增大而变灰。我们人类没有这样的构造,因此我们的皮肤就随着岁月变苍老了。这个研究发现已经刊登在了《自然科学报告》里。

  谢菲尔德大学物理学和天文学博士安德鲁帕内尔说:“传统思想认为,用材料控制光需要极其精确的方法,而控制结构需要许多不同的处理阶段,然而大自然在鸟类翅膀上聚集了这种材料,我们应该也有能力合成它。”

  帕内尔博士说:“这个发现意味着,将来我们能创造颜色经久不变的合成涂料和材料。我们已经发现了成形方法和控制这种高级奈米结构的方法只要调整海绵状结构上的小孔大小和密度,就能决定其反射出来的色彩。”

  “到目前为止的技术不能把颜色控制到如此精确的水平。我们仍旧使用染色和色素。现在,我们已经知道大自然取得了成功,我们也要开始开发新材料,用来做衣服或绘画颜料。我们将使用这些奈米结构来加工。你知道这意味着什么嘛?我们将创造出永不褪色的颜色,怎么洗也不会洗掉的颜色。”

  有了这种工艺,未来的绘画颜料就会更加明亮,更加清新,保持得更久,而且更少一些碳棒的痕迹。

  这个发现还回答了另一个长期未决的疑问:为什么非荧光的绿色在大自然里那么稀有?那是因为要创造这种绿彩色,需要非常复杂和狭窄的长波,对可调谐的海绵结构来说,这却是件难事。因此,大自然就避开了这个难题,改为创造绿色,一种显明的伪装色,比如说松鸡,它的黄色素就能勾选吸引一部分蓝颜色。

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