Culorile albastru si verde sunt cele mai intense in natura

Cercetatorii au aratat ca nuantele rosii intense din natura, precum si alte culori sunt produse in principal de pigmenti, in timp ce culoarea structurala produce nuantele de albastru si verde stralucitor.

Stiati ca niciuna dintre vietatile din imagine nu contine o singura urma de pigment albastru?

Culorile din natura provin in principal din trei surse: pigmenti, culori structurale si bioluminescenta.

Ati observat ca unele culori sunt mai intense decat altele? Acesta este cazul culorilor albastru si verde, comparativ cu rosul si restul. Motivul principal este ca albastrul si verdele pot fi culori structurale, in timp ce culorile ramase par sa nu faca parte din aceasi echipa.

Colorarea structurala este rezultatul unor suprafete microscopice fine structurate, care interfereaza cu lumina vizibila, uneori in combinație cu pigmenti.

De exemplu, penele cozii de paun sunt pigmentate maro, dar datorita structurii lor microscopice, ele reflecta si lumina albastra, turcoaz si verde. Si sunt adesea irizante.

Astfel, colorarea structurala este un efect optic clasic al interferentei si al difractiei, mai degraba decat o proprietate cuantica de absorbtie si emisie a fotonilor, care este responsabila pentru culoarea pigmentilor (plante care absorb eficient lumina rosie si pe cea verde o reflecta) si bioluminescenta.

Oamenii de stiinta britanici Robert Hooke si Isaac Newton au fost primii care au observat colorarea structurala, in timp ce principiul sau – interferenta undelor – a fost explicat de Thomas Young un secol mai tarziu, in 1803.

Young a descris irizarea ca fiind rezultatul interferentei dintre reflexiile a doua sau mai multe pelicule subtiri, combinate cu refractia atunci cand lumina intra si iese din aceste pelicule.

Geometria determina unghiurile la care lumina reflectata de ambele pelicule interfereaza constructiv si este amplificata, precum si unghiurile la care lumina interfereaza distructiv si este anulata. Prin urmare, apar culori diferite in unghiuri diferite.

Exemple binecunoscute sunt aripile de fluture irizante si stralucitoare si penele unor pasari (coada unui paun).

Iata de ce culorile albastru si verde sunt cele mai stralucitoare

Cercetatorii de la Universitatea din Cambridge au folosit un experiment numeric pentru a determina limitele culorii structurale mate – un fenomen care este responsabil pentru unele dintre cele mai intense culori din natura – si au constatat ca aceasta se extinde doar pana la albastru si verde, in spectrul vizibil.

Rezultatele, publicate in PNAS, ar putea fi utile in dezvoltarea de vopseluri netoxice de culoare intensa care nu se estompeaza niciodata.

Culoarea structurala, care se observa la unele pene de pasari, aripi de fluture sau insecte, nu este cauzata de pigmenti sau coloranti, ci doar de structura interna. Aspectul culorii, indiferent daca este mat sau irizat, va depinde de modul in care structurile sunt aranjate la scara nanometrica.

Structurile ordonate sau cristaline au ca rezultat culori irizate, care se schimba atunci cand sunt privite din unghiuri diferite. Structurile dezordonate conduc la culori mate, care arata la fel din orice unghi de vizualizare.

Deoarece culoarea structurala nu se estompeaza, aceste culori mate independente de unghi ar fi extrem de utile pentru aplicatii precum vopselurile, unde nu se doresc efecte metalice.

Pana in prezent, exemplele de culoare structurala mata naturala exista doar in nuantele de albastru sau verde. De aceea, oamenii de stiinta au modelat raspunsul optic si aspectul culorilor nanostructurilor, asa cum se gasesc in lumea naturala.

Ei au descoperit ca nuantele structurale saturate si mate nu pot fi recreate in regiunea rosie a spectrului vizibil, ceea ce ar putea explica absenta acestor tonuri din sistemele naturale. Aceeasi dificultate a fost gasita si pentru tonurile galbene si portocalii.

Insa, aceste limitari aparente ale culorilor structurale pot fi depasite prin utilizarea altor tipuri de nanostructuri, artificiale, cum ar fi structurile de retea sau structurile ierarhice cu mai multe straturi.

Sunt necesare investigatii suplimentare si o intelegere mai aprofundata a acestor sisteme pentru a realiza acest lucru.

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim.

Sursa: phys.org, resonancescience.org.

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.