鳥類羽毛干涉生色:鳥類存在干涉產(chǎn)生顏色,包括它的眼睛和皮膚等部位。即使是鳥類的羽毛,除了前述通過羽毛的羽支,特別是其上面的小倒刺表面組織對光發(fā)生散射,產(chǎn)生藍色或綠色等外,還會通過干涉產(chǎn)生絢麗色彩,例如孔雀的羽毛,因為羽毛羽支上的小倒刺表面上,存在大小不一的許多薄片。小倒刺表面約為2×100p.1m大小,它被大小約為1×2.5¨m的百片形狀為橢圓形的薄片組織組成的薄膜所覆蓋,而且組成若干相互平行的層狀結(jié)構(gòu)。每層厚度隨蜂鳥種類不同而異,約為200~350nto,它們的大小都約為可見光波長一半左右,因此對可見光會產(chǎn)生多重反射干涉,產(chǎn)生顏色,不同蜂鳥產(chǎn)生的顏色也都不同。

蝴蝶干涉生色:昆蟲的干涉色例子很多,最為典型的是蝴蝶的干涉色。蝴蝶有非常美麗的彩色,重要起因是能夠呈現(xiàn)絢麗的干涉色。圖4為某種蝴蝶的照片,在它的翅膀的薄片對光發(fā)生干涉分不開。

由圖5A可看出,翅瓣鱗粉的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,它大致由兩部分,即翼鱗粉和支條組成。鱗粉大小為150×100μm,厚度約為0.54μm,它上面平行排列著許多薄片(又稱隆線,厚度約為0.08μm)。薄片問距離約為0.14~0.16μm,翼鱗粉高約為1.8μm,相互間距離約為0.70um支撐的支條高約為1.7μm。翅瓣的立體模型見圖5B薄片處在翼鱗粉的陡峭斜邊上,相互平行排列,類似于多層的薄膜可對光發(fā)生干涉作用,當(dāng)入射光以相當(dāng)窄的角度入射到這些平行排列的薄片將產(chǎn)生干涉作用,并產(chǎn)生干涉結(jié)構(gòu)色。圖6為鱗粉表面平行薄片的干涉作用示意圖。

自然界這種干涉作用產(chǎn)生顏色的例子很多,還包括甲殼蟲外殼、魚鱗和眼睛、蛇皮以及一些礦石的干涉生色。
(3)光衍射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色
光衍射產(chǎn)生結(jié)耕色取決于物體各層間的距離,并隨觀察角度而改變顏色,最典型的例子是液晶生色。
結(jié)構(gòu)生色的現(xiàn)象很多,它的顏色和色素生色有很大不同。它特別明亮,顏色鮮艷,而且往往隨觀察角度而不同。這是一種無污染的生色途徑。
2、紡織品的結(jié)構(gòu)及仿生著色
結(jié)構(gòu)色是一種無需用染料.顏料著色就產(chǎn)生的顏色,即一種清潔無污染的發(fā)色途徑,還可節(jié)水、節(jié)能,結(jié)構(gòu)生色是一種生態(tài)仿生著色途徑。
2.1結(jié)構(gòu)生色纖維和薄膜
仿照自然界蝴蝶等生物結(jié)構(gòu)生色原理,目前已設(shè)計和研制了結(jié)構(gòu)生色纖維,這是一種多層結(jié)構(gòu)的纖維。通過嚴(yán)格選擇一定折射率的高聚物和計算各層的厚度,使纖維薄層對光干涉時,各層纖維薄層使發(fā)光發(fā)生相長增強作用,反射出很強的一定波長的彩色光。
從前述蝴蝶翅瓣表面對光的干涉生色可知,只要其表面的薄片重復(fù)尺寸與可見光的波長相當(dāng),翅瓣表面的薄片起多層薄膜對光干涉作用,入射光在兩種不同層面的每一界面上都發(fā)生反射,只要薄層厚度和兩種薄層的折射率適當(dāng),就可使光發(fā)生干涉生色。
表1為干涉生色光波長與薄膜厚度的關(guān)系。
(入射角=0, 折射率=1.55)

表2為Motphotex絲的物理特性這種多層結(jié)構(gòu)生色絲是扁平截面,截面見圖7。如果在電鏡下觀察,其截面是由許多層PET/PA交替疊合組成的,其截面電鏡圖見圖8。由圖7可看出,這種纖維中心是空的,截面由數(shù)量非常多的薄層緊密疊合而成。

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