鸟类羽毛干涉生色:鸟类存在干涉产生颜色,包括它的眼睛和皮肤等部位。即使是鸟类的羽毛,除了前述通过羽毛的羽支,特别是其上面的小倒刺表面组织对光发生散射,产生蓝色或绿色等外,还会通过干涉产生绚丽色彩,例如孔雀的羽毛,因为羽毛羽支上的小倒刺表面上,存在大小不一的许多薄片。小倒刺表面约为2×100p.1m大小,它被大小约为1×2.5¨m的百片形状为椭圆形的薄片组织组成的薄膜所覆盖,而且组成若干相互平行的层状结构。每层厚度随蜂鸟种类不同而异,约为200~350nto,它们的大小都约为可见光波长一半左右,因此对可见光会产生多重反射干涉,产生颜色,不同蜂鸟产生的颜色也都不同。
蝴蝶干涉生色:昆虫的干涉色例子很多,最为典型的是蝴蝶的干涉色。蝴蝶有非常美丽的彩色,重要起因是能够呈现绚丽的干涉色。图4为某种蝴蝶的照片,在它的翅膀的薄片对光发生干涉分不开。
由图5A可看出,翅瓣鳞粉的结构很复杂,它大致由两部分,即翼鳞粉和支条组成。鳞粉大小为150×100μm,厚度约为0.54μm,它上面平行排列着许多薄片(又称隆线,厚度约为0.08μm)。薄片问距离约为0.14~0.16μm,翼鳞粉高约为1.8μm,相互间距离约为0.70um支撑的支条高约为1.7μm。翅瓣的立体模型见图5B薄片处在翼鳞粉的陡峭斜边上,相互平行排列,类似于多层的薄膜可对光发生干涉作用,当入射光以相当窄的角度入射到这些平行排列的薄片将产生干涉作用,并产生干涉结构色。图6为鳞粉表面平行薄片的干涉作用示意图。
自然界这种干涉作用产生颜色的例子很多,还包括甲壳虫外壳、鱼鳞和眼睛、蛇皮以及一些矿石的干涉生色。
(3)光衍射产生结构色
光衍射产生结耕色取决于物体各层间的距离,并随观察角度而改变颜色,最典型的例子是液晶生色。
结构生色的现象很多,它的颜色和色素生色有很大不同。它特别明亮,颜色鲜艳,而且往往随观察角度而不同。这是一种无污染的生色途径。
2、纺织品的结构及仿生着色
结构色是一种无需用染料.颜料着色就产生的颜色,即一种清洁无污染的发色途径,还可节水、节能,结构生色是一种生态仿生着色途径。
2.1结构生色纤维和薄膜
仿照自然界蝴蝶等生物结构生色原理,目前已设计和研制了结构生色纤维,这是一种多层结构的纤维。通过严格选择一定折射率的高聚物和计算各层的厚度,使纤维薄层对光干涉时,各层纤维薄层使发光发生相长增强作用,反射出很强的一定波长的彩色光。
从前述蝴蝶翅瓣表面对光的干涉生色可知,只要其表面的薄片重复尺寸与可见光的波长相当,翅瓣表面的薄片起多层薄膜对光干涉作用,入射光在两种不同层面的每一界面上都发生反射,只要薄层厚度和两种薄层的折射率适当,就可使光发生干涉生色。
表1为干涉生色光波长与薄膜厚度的关系。
(入射角=0, 折射率=1.55)
表2为Motphotex丝的物理特性这种多层结构生色丝是扁平截面,截面见图7。如果在电镜下观察,其截面是由许多层PET/PA交替叠合组成的,其截面电镜图见图8。由图7可看出,这种纤维中心是空的,截面由数量非常多的薄层紧密叠合而成。