蝴蝶翅膀色彩絢爛奪目,不過你知道蝴蝶翅膀為什麼有著迷人的色彩嗎?今天就要來與各位介紹藏在蝴蝶翅膀的奈米科技,正是因為這些奈米結構,蝴蝶翅膀才如此美麗。而近日更有研究團隊利用奈米3D列印印出這種色彩,一起來瞧瞧他們是如何做到的吧!
什麼是結構色(Structural color)?
色彩的呈現可分為色素色與結構色,其中結構色又可稱為構造色。色素色透過化合物本身吸收特定波長光波,剩下波長光波反射後進入眼睛,經大腦處理後呈現出對應色彩。比方說,紅色顏料正是因為反射光對應至紅色波段,經大腦處理才呈現紅色色彩。
結構色則是透過物體表面的奈米結構來呈現色彩,當光線經過表面的奈米結構,會因為干涉、繞射、衍射等光學現象讓特定波長光線回傳至人類眼睛,進而呈現特定色彩。比方鴿子脖子的羽毛在不同觀測角度下會呈現綠色或紫色,正是因為羽毛上的結構所致,而常見的CD背面虹彩也是結構色。

利用奈米3D結構呈現色彩!
近日來自瑞士的研究團隊Xiaobao Cao等人運用奈米3D列印技術來實現這種仿生結構色。研究中提到閃蝶屬蝴蝶翅膀雖有著美麗藍色(如圖2),但其奈米結構在500nm以下的透光率不佳,無法適用於全可見光的顏色顯示技術。因此,研究團隊基於一種名為Cynandra opis的蝴蝶翅膀來展開研究。

主廚結語
此次與各位介紹結構色的概念以及基於蝴蝶翅膀展開的仿生研究。其實不少研究或設計上的靈感都來自於大自然,後續有機會再來跟各位一一介紹,若對這方面資訊有興趣的話,可以按讚科技雞湯Facebook,追蹤最新文章!
參考資料
- Radislav A. Potyrailo et al., Towards outperforming conventional sensor arrays with fabricated individual photonic vapour sensors inspired by Morpho butterflies, Nature Comminucations, 2015, 6-7959
- Xiaobao Cao et al., Replicating the Cynandra opis Butterfly’s Structural Color for Bioinspired Bigrating Color Filters, Advanced Materials, 2022, 2109161