Структурные цвета без переливов
Структурные цвета популярны в природе и технике - однако для некоторых целей они слишком тревожно переливаются в зависимости от направления взгляда. Но это не обязательно так, считают исследователи из Китая.
Если инженеры или эволюция хотят, чтобы объект был окрашен, в основном есть два варианта: вы используете пигментные или структурные цвета, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Покрытие с пигментными красками делает самые разные цвета красочными, но светопоглощающие и отражающие цветные пигменты, например, быстро тускнеют. С другой стороны, структурные цвета, такие как на раковинах улиток, птичьих перьях или панцирях жуков, сохраняются почти бесконечно; они основаны на эффектах преломления на структурированной поверхности: дифракция, рассеяние и интерференция входящих и исходящих световых волн приводят к всевозможным цветовым эффектам, которые, однако, часто имеют нежелательную радужность при просмотре под разными углами. Так не должно быть, говорят китайские исследователи в журнале «ACS Omega» - и в демонстрационных целях представляют игрушечного динозавра, окрашенного по новому методу со структурным цветовым покрытием, совершенно не зависящим от просмотра. угол.
Проблема угла обзора общих структурных цветов, которая нежелательна в некоторых сценариях применения, в основном связана с точным выравниванием светопреломляющих микроструктур на поверхности цветного объекта: они почти слишком отражают разные длины волн точно в определенных направлениях, так что минимальное изменение угла обзора вызывает типичный мерцающий эффект. На самом деле этого можно избежать, несколько менее упорядоченно настроив микроструктуру; слишком много здесь снова слишком много - и снова делает объект бесцветным.
Dongpeng Yang и его коллеги из Технологического университета Гуандун в Китае теперь нашли осуществимую золотую середину, используя технические методы и соответствующий выбор материалов: они испарили поверхность для окрашивания однородными силиконовыми сферами, которые имели оболочка из наночастиц оксида железа. В результате получилась строго упорядоченная структурно-цветовая пленка, которой, однако, не хватало всеобъемлющей симметрии, вызывающей переливающийся эффект: грязно-зеленые точки прототипа игрушечного динозавра оставались одинаковыми со всех сторон взгляда. Другие цвета можно получить, изменив цвет. диаметр шарика, сообщают ученые, и надеются, что их технология, например, станет предпочтительным методом, если 3D-принтеры будут производить экологически чистые цветные объекты.