轉自科學網
2015年,瑞士日內大學的學者就發現,變色龍的變色秘密根本不在色素,而是在於結構。
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其中色素色是植物、動物產生顏色的一種非常普遍的方式。
其產生原因是某些化學物質對某些波段的可見光的吸收和反射,所以色素色也叫化學色。
而所謂結構色,又稱為物理色,是指光和與光波長量級相當的結構相互作用(包括干涉、衍射、散射等),從而產生的顏色。
像某些美麗的蝴蝶產生的虹彩,便是經典的結構色。如果把翅膀上的鱗片結構破壞,它們就不能顯現出原來的顏色了。
結構色
科學家發現,變色龍的面板中有兩層緻密重疊的虹色細胞(iridophore cell)。
這種細胞不單含有色素,亦含有無數的奈米晶體結構(也稱光子晶體),能反射光線併發出彩虹般閃耀色彩。
其中,光子晶體的尺寸、形狀和排列方式的不同,都會使變色龍的體色改色。
而變色龍,則是透過面板的放鬆和收緊來控制這些晶體的排列結構,從而實現體色變化的。
譬如當變色龍處於平靜的狀態時,這些晶體的排列是緊密的。
當光透過時,這些細胞就會特異性地反射短波長的光,如藍光,於是我們便看到了藍色。
那麼問題來了,我們平日看到安靜狀態下的變色不應該綠色的嗎?
原來,變色龍的面板還包含著一種黃色的色素。
當藍色的結構色與黃色的色素色結合,也就成了綠色。
事實上,變色龍的體內是不具有綠色色素細胞的。
而當變色龍緊張時,它們就會主動控制晶體的疏密程度,使其排列變得更加鬆散。
這樣的結構就會發射出波長更長的色光,因此隨著空隙增大顏色也會從藍變成綠、黃,接著是橙、紅。
科學家不但對比了冷靜的綠色變色龍和興奮的黃色變色龍的面板樣本,還用高解析度攝像技術記錄了整個變色過程。
他們發現,興奮確實會使變色龍體內的晶體空隙大大增加。
這與我們平時觀察到的變色龍變色想象也是一致的。
根據變色龍如此神奇的變色機制,科學家也非常有野心地想要利用光子晶體結構,來隨心所欲地創造和改變各種顏色。
如果能夠實現,像變色龍這樣一秒換裝,實在再炫酷不過了。
除此之外,這項研究的有意思之處還在於,原來變色龍的虹色細胞不僅僅是一層而是兩層。
下面那層虹色細胞對變色龍來說,是不起變色功能的,它的作用反而是用於調節溫度。
就像改變顏色一樣,變色龍也可以透過調整這層細胞,瞬間改變自己對熱量的吸收能力。
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2015年,瑞士日內大學的學者就發現,變色龍的變色秘密根本不在色素,而是在於結構。
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其中色素色是植物、動物產生顏色的一種非常普遍的方式。
其產生原因是某些化學物質對某些波段的可見光的吸收和反射,所以色素色也叫化學色。
而所謂結構色,又稱為物理色,是指光和與光波長量級相當的結構相互作用(包括干涉、衍射、散射等),從而產生的顏色。
像某些美麗的蝴蝶產生的虹彩,便是經典的結構色。如果把翅膀上的鱗片結構破壞,它們就不能顯現出原來的顏色了。
結構色
科學家發現,變色龍的面板中有兩層緻密重疊的虹色細胞(iridophore cell)。
這種細胞不單含有色素,亦含有無數的奈米晶體結構(也稱光子晶體),能反射光線併發出彩虹般閃耀色彩。
其中,光子晶體的尺寸、形狀和排列方式的不同,都會使變色龍的體色改色。
而變色龍,則是透過面板的放鬆和收緊來控制這些晶體的排列結構,從而實現體色變化的。
譬如當變色龍處於平靜的狀態時,這些晶體的排列是緊密的。
當光透過時,這些細胞就會特異性地反射短波長的光,如藍光,於是我們便看到了藍色。
那麼問題來了,我們平日看到安靜狀態下的變色不應該綠色的嗎?
原來,變色龍的面板還包含著一種黃色的色素。
當藍色的結構色與黃色的色素色結合,也就成了綠色。
事實上,變色龍的體內是不具有綠色色素細胞的。
而當變色龍緊張時,它們就會主動控制晶體的疏密程度,使其排列變得更加鬆散。
這樣的結構就會發射出波長更長的色光,因此隨著空隙增大顏色也會從藍變成綠、黃,接著是橙、紅。
科學家不但對比了冷靜的綠色變色龍和興奮的黃色變色龍的面板樣本,還用高解析度攝像技術記錄了整個變色過程。
他們發現,興奮確實會使變色龍體內的晶體空隙大大增加。
這與我們平時觀察到的變色龍變色想象也是一致的。
根據變色龍如此神奇的變色機制,科學家也非常有野心地想要利用光子晶體結構,來隨心所欲地創造和改變各種顏色。
如果能夠實現,像變色龍這樣一秒換裝,實在再炫酷不過了。
除此之外,這項研究的有意思之處還在於,原來變色龍的虹色細胞不僅僅是一層而是兩層。
下面那層虹色細胞對變色龍來說,是不起變色功能的,它的作用反而是用於調節溫度。
就像改變顏色一樣,變色龍也可以透過調整這層細胞,瞬間改變自己對熱量的吸收能力。