Beaucoup de couleurs que nous voyons dans la nature, généralement dérivée de la surface de l'objet structures à l'échelle nanométrique Il réfléchit la lumière d'une manière particulière. Par exemple, la raison pour laquelle est bleu, parce que ses ailes dans la surface minuscule rainure seulement réflexion de la lumière bleue des ailes d'un papillon.
Source: JillWellington / pixabay
Cependant, lorsqu'une surface présente un noir ou blanc, car il est généralement la structure de surface est entièrement nanométrique désordonné Mode, de sorte que toute la lumière qui soit tout absorbé, ou est totalement réfléchie.
Dans la nature, la prévalence de cette structures biologiques du trouble, structure désordonnée peut être absorber ou réfléchir la lumière de différentes longueurs d'onde, qui ont un soi-disant réponse à la lumière à large bande . Il est cette caractéristique de réponse de lumière à large bande, de sorte que ces surfaces peuvent présenter une couleur noire ou blanche.
Dans de nombreux systèmes biologiques, avec une large bande réponse optique des systèmes désordonnés jouent un rôle important, comme dans les plumes noires écailles blanches de tortue de platine, un pyjama rayé rayé noir et blanc calmars est à peu près, ou un oiseau de paradis.
De gauche à droite: tortue Platinum, Squid pyjama rayé, oiseau de paradis. | Source: Wikipedia
En plus des systèmes biologiques naturels, artificiels à large bande de lumière en réponse au système optique comporte également des applications importantes. Tout au long, cependant, ces systèmes désordonnés avec une réponse lumineuse à large bande ajustabilité Il a rarement été étudié.
Dans la nouvelle étude publiée récemment dans le magazine « Nature Communications », les chercheurs ont trouvé un moyen de contrôler la lumière par le biais de ces surfaces désordonnée pour produire une des couleurs riches et vibrantes.
Dans cette étude, les physiciens ont conçu un désordre par la nanostructures plasma Le système optique constitué par ces nanoparticules ont une taille aléatoire argent des particules (AG) sont des particules constituées d'un réseau désordonné, elles sont déposées en une couche par un fluorure de lithium (LiF) sur le matériau diélectrique, la couche de miroir espacées lithium intervalles nanoparticules de fluorure d'argent. le fluorure de lithium transparente est formée par l'écartement de la cavité, permet à la lumière piégée dans la cavité ne sera pas dissipée.
des particules à l'échelle nanométrique de particules d'argent varie progressivement sur l'épaisseur de la couche transparente dans la cavité diagonale. | Image de référence Source:
Au sein de la cavité transparente, l'onde comme le comportement de photons qu'elles résonnent à des fréquences différentes, et la libération de différentes couleurs en fonction de la longueur d'onde d'une onde. En faisant varier l'épaisseur de la cavité, les chercheurs pour permettre à la lumière provenant du système optique en réponse à l'absorption de la lumière visible de 90% ou plus absorption à large bande Dans gamme de longueur d'onde spécifique reflétant réflexion limitée .
la conception expérimentale des systèmes optiques en montrant des images, des couleurs, du noir pour commencer, comme un arc-en-expansion en diagonale. | Source:
Dans l'expérience, les variations de l'épaisseur de la cavité est augmenté de manière linéaire le long d'une diagonale. Comme on le voit ci-dessus, après le coin inférieur gauche de la transition noir, il apparaît des changements de couleur de l'arc le long de la diagonale, de sorte que le système d'origine est la longueur d'onde de réflexion désordonnée entre 400 nm à 750 nm de la lumière visible est changée en continu.
Coupe Lycurgue. | Source: origines très anciennes
En fait, les anciens artistes utilisent leurs compétences apparaissent contrôle des couleurs similaires pour nous. Un exemple classique est le 4ème siècle Roman Coupe Lycurgue , Qui est fabriqué d'un verre dichroïque du métier, lorsqu'il est irradié avec de la lumière à partir de l'avant, qui présente une couleur verte, lorsque la lumière est irradiée à partir de la surface arrière, il présente une couleur rouge.
étude reproduit Qi Baishi peinture « Pivoine », la gauche est l'uvre originale, le droit de reproduire l'uvre. | Source:
La nouvelle étude des méthodes modernes est grâce à un contrôle plus sophistiqués pour la reproduction précise des couleurs. Les chercheurs ont utilisé leur nouvelle méthode pour reproduire Qi Baishi La peinture « Pivoine ». Comme indiqué plus haut, le Qi gauche montre la peinture originale, peinture comprenant plusieurs couleurs communes, comme le rouge, rose, jaune et vert, ainsi que l'écriture du texte utilisé en noir. Sur les spectacles droit à l'utilisation des nouvelles technologies, la couleur de la peinture devait se reproduire. Nous pouvons voir, ils se reproduisent avec succès toutes les couleurs, y compris le noir, il est difficile pour les structures périodiques classiques générées.
Par rapport aux techniques anciennes, les nouvelles technologies permet aux chercheurs peuvent facilement ajuster l'épaisseur de la cavité, avec une très grande précision pour reproduire toutes les couleurs souhaitées, y compris le noir.
Auteur principal de l'étude est l'Université du Département de physique de Birmingham Zhang Shuang (Zhang Shuang) professeur, a déclaré dans une interview: « La nature génère méthode différente de couleur utilisée est une chose très passionnante si nous pouvons utiliser efficacement ces méthodes, vous pouvez ouvrir un trésor, a dans les coffres-forts. vie vu plus riche que nous sommes, des couleurs plus vives ".
Les progrès de la recherche au cours des dernières années grâce à la nanophotonique et la nano-traitement, ce qui rend le désordre de nano-structure peut être largement utilisé dans différents systèmes optiques. Co-auteur du papier Changxu Liu Explique le Dr, en physique, nous avons tendance à penser peut-être de hasard en nanofabrication est pas bon. Mais la nouvelle recherche prouve, dans certaines applications, structure désordonnée aléatoire peut conduire à de meilleurs résultats que la structure ordonnée. Ceci est non seulement d'une grande importance pour mieux comprendre la physique du système de plasma désordonné, désordonnée fournit également un nouveau mécanisme pour un grand nombre d'applications pratiques.
Référence Source:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15349-y
https://phys.org/news/2020-03-scientists-black.html
Source: Principes
Edit: et son chat
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