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蝴蝶翅膀上的颜色竟然不是"涂"上去的

看完这篇你会知道蝴蝶翅膀上的蓝色绿色根本没有色素,全靠纳米结构把光"变"出来

把一只蝴蝶的翅膀放到显微镜下,你会发现一件让人目瞪口呆的事:那些鲜艳的蓝色、绿色,根本找不到任何色素颗粒,翅膀本身其实是透明的。那些颜色,是被"制造"出来的幻觉。

翅膀上到底有什么?

蝴蝶翅膀表面铺满了密密麻麻的小鳞片,就像鱼鳞一样一片压一片排列着。每一片鳞片都极其微小,比一根头发丝还细得多。用手指轻轻蹭一下蝴蝶翅膀,手上沾到的那层"粉",就是这些鳞片脱落下来的碎末。蝴蝶翅膀的颜色秘密,全藏在这些鳞片里。

这些鳞片分两种"产色方式"。一种是靠真正的色素——比如黄色和橙色,那是因为翅膀里含有特定的化学物质,就像布料被染了颜色一样,这类颜色晒久了会褪色。另一种就神奇多了,靠的完全不是色素,而是光线本身。

没有颜料,颜色是怎么变出来的?

你有没有注意过,肥皂泡在阳光下会出现彩虹色?那是因为光打在肥皂泡的薄膜上,会发生一种叫"结构色"的现象——简单说,光是一种波,就像水波一样,两列波叠在一起,有时候会互相加强,有时候会互相抵消。肥皂泡薄膜的厚度恰好让某种颜色的光被"加强"了,其他颜色被"削弱"了,你看到的颜色就是被加强的那个。

蝴蝶翅膀上的鳞片,内部有着极其精密的纳米级微结构——想象成一栋楼里密密麻麻的格子和层叠的隔板,光打进去之后在这些结构里来回反射、叠加,最终"筛选"出某种颜色弹出来。最著名的例子是大闪蝶,那种耀眼的金属蓝,整片翅膀里完全没有蓝色素,全靠这套纳米结构变的魔术。更绝的是,你换个角度看,颜色还会变——这就是为什么蝴蝶翅膀会"闪"。

蝴蝶为什么要费这么大劲造出这些颜色?

颜色对蝴蝶来说是救命工具,也是谈恋爱的信号。有些颜色是在警告天敌:我有毒,别吃我。有些颜色是伪装,让自己混进树叶或花朵里消失不见。还有些颜色只有蝴蝶自己能看到——因为蝴蝶能看见紫外线,人眼看到的一只"普通棕色"蝴蝶,在蝴蝶眼里可能花纹复杂、颜色丰富,这些是它们在同类之间传递的信号,相当于它们的"脸"和"身份证"。

科学家现在非常迷恋蝴蝶翅膀的这套纳米结构,因为它不耗能、不褪色、不污染,有人正在研究模仿它来做防伪标签、变色涂料甚至超薄显示屏——下次买到一件据说"不褪色"的衣服,说不定灵感就来自你花园里飞过的那只小蝴蝶。

顺便说一句:蝴蝶翅膀上让人看呆的颜色,在蝴蝶自己眼里或许根本不稀奇,反倒是它们能看到的、我们完全看不见的紫外花纹,才是真正绚烂的那个世界。