科学家造出随拉力而变颜色的神奇材料

科学家通过把细小的纳米微球分层铺在可延伸的纤维上面，创造出了一种可以随拉伸而改变颜色的神奇材料，他们称之为聚合物猫眼石。

利用光学晶体研制的特殊油墨，科学家借助可调节电压的打印机，构造出任何可以改变颜色的柔软猫眼石。这种新型打印方法发表在最新一期《高级材料工程》杂志上。

剑桥大学纳米光学中心的科学家Jeremy Baumberg说：你不需要不同颜色的打印油墨，在打印的过程中就可以任意改变颜色。

这种细小的油墨颗粒大小仅200纳米，它模拟了自然界能够产生颜色的纳米结构。蝴蝶的翅膀、鸟儿的羽毛以及一些多彩的宝石都是通过有序的纳米结构来弯曲和反射光线产生颜色，而不是通过色素。

材料表面纳米晶体的不同排列方式产生不同的颜色。对于普通的色素而言，从不同的角度看到的颜色是一样的，并且容易褪色。这种因结构而产生的颜色从不同的角度观看有不同的色彩，而且能够做到永不褪色。

把纳米晶体沉积在弹性材料的表面，就制成了能够随着扭曲、弯曲和拉伸而改变颜色的材料。这是因为外力可以改变纳米结构之间的距离，从而对不同波长的光线进行反射和衍射，产生彩虹色彩。

无需色素的色彩

自然界产生颜色主要途径是色素，但有些动物经过进化却选择了结构颜色，即依靠自然光与波长尺度相似的微结构的相互作用而产生颜色。牛顿第一个提出包括孔雀等鸟类的羽毛、昆虫等的颜色来源于薄膜干涉。人们也了解到许多鸟类包括孔雀的羽毛中存在有规律的周期结构.孔雀羽毛的颜色策略非常精妙，小羽枝表皮下面的周期结构是羽毛结构颜色的起因。实验和理论模拟显示二维周期结构沿表皮方向对某一波段的光有很强的反射，形成颜色。其调控方式有两种，一种是调控周期长度，另一种是调控周期数目。不同颜色是由于表皮下的周期结构的周期长度不同，蓝色、绿色、黄色、棕色小羽枝对应的周期长度依次增大。棕色羽毛还利用了Fabry－Perot干涉效应，其周期数目最小，由F－P效应造成额外的蓝颜色，形成混合色而呈棕色。#p#分页标题#e#

光波干涉的基本原理

当两单色光相干波发生干涉时，将产生一系列明暗条纹，称为干涉条纹。而白光发生干涉时，则产生由紫至红的一系列彩色条纹。这些由干涉作用形成的颜色，称为干涉色。干涉色的具体颜色受两束相干光的光程差制约，如果以白光为光源，当光程差在0-550nm范围时，将依次出现暗灰、灰白等干涉色，称为一级干涉色，其特点是只有暗灰、灰白，无蓝、绿；光程差在550-1100nm范围时，依次出现蓝、绿、黄橙、紫红等干涉色，称为二级干涉色，特点是比较鲜艳，干涉色条带间界线较清楚；光程差在1100-1650nm范围时，出现第三级干涉色，颜色与第二级相同，但比第二级较浅，条带间界线也不十分清楚；光程差大于1650nm后出现第四级至更高级干涉色。色级越高，颜色越浅，条带之间界线也越不清楚。（清风）