大自然中的藍色和綠色顏色更鮮豔……為什麼？

自然界中的顏色主要來自三個來源：色素、結構色和生物發光。你是否注意到某些顏色在自然界中比其他顏色更鮮豔？

與紅色或其他顏色相比，大自然中的藍色和綠色就是這種情況。主要原因是藍色和綠色可以是結構色。

結構著色又稱結構色（科學名詞）是微觀精細結構表面干擾可見光的結果，有時與顏色結合。

結構色（ structural colour），又稱物理色（physical colour），是一種由光的波長引發的光澤。是由於昆蟲體壁上有極薄的蠟層、刻點、溝縫或鱗片等細微結構，使光波發生折射、漫反射、衍射或干涉而產生的各種顏色。

例如，孔雀尾羽是棕色的，但由於它們的微觀結構，它們也會反射藍色、墨綠和綠色的光。而且它們通常是彩虹色的。因此，結構著色是干涉和衍射的經典光學效應，而不是光子吸收和發射的量子特性，後者是色素（如植物，有效吸收紅光並反射綠光）和生物發光的原因。

英國科學家 Robert Hooke 和 Isaac Newton 是第一個觀察到結構著色的人，而其原理——波干涉——在一個世紀前的 1803 年由 托馬斯·楊 提出。托馬斯·楊 將彩虹色描述為兩個或多個薄膜反射之間干涉的結果表面，結合光線進入和離開薄膜時的折射。幾何的形狀決定了從兩個表面反射的光相長干涉和放大的角度，以及光相消干涉和抵消的角度。因此，不同角度觀看結構色的顏色也會出現不同顏色。

結構著色的例子包括蝴蝶翅膀、魚類明亮的虹彩鱗片和鳥類羽毛的下巴（例如孔雀的尾巴）產生的顏色。

劍橋大學化學系研究人員最近進行的計算機模型解釋了為什麼藍色和綠色是自然界中最亮的顏色。

啞光或彩虹色的外觀將取決於內部結構在奈米尺度上的排列方式。有序或晶體結構會產生彩虹色，從不同角度觀察時會發生變化。自然界中結構色的大多數例子都是彩虹色的，很少有單獨的一種顏色。

無序結構會產生無光澤的顏色，與視角無關。由於結構的顏色不會褪色，因此這些啞光顏色對於不需要金屬效果的油漆或塗料等應用非常有用。到目前為止，天然啞光結構色的例子僅存在於藍色或綠色陰影中。

透過對自然界中發現的奈米結構的光學響應和顏色外觀進行建模，研究人員發現在可見光譜的紅色區域無法重現飽和和無光澤的結構顏色，這可以解釋自然系統中沒有這些色調。意味著結構色出現黃色和橙色色調也存在同樣的困難。

研究人員建議，可以透過使用其他型別的奈米結構，例如網路結構或多層分層結構來克服結構顏色的這些明顯限制。需要對這些系統進行進一步的調查和了解才能實現它。

總之一句話，結構色的形成就是和結構有關。好了，今天的知識就分享到這，下期見。