前所未見的使黃貂魚斑點中發現的藍色的方法

研究人員在一項新的研究中報告說，藍斑帶尾魚以一種獨特的方式創造藍色。小說納米結構研究表明，給黃貂魚它們命名的斑點，在射線的皮膚上錯綜復雜地扭曲光線，形成一種鮮艷的藍色，不會隨著視角的變化而改變。

藍色是棘手的顏色讓生物變出。自然界中的大多數色調都是由進化為吸收陽光并發出特定顏色的化合物產生的。在發射紅光的情況下，化學物質需要吸收更高能量的波長，如綠色、藍色和紫色。

產生藍光通常需要吸收低能量的紅色波長并發射更強大的波長，這是一項更艱巨的任務，大自然很少找到解決方案。

一個更簡單的解決方案似乎是使用另一種方法——使用光彎曲納米結構物散射不需要的波長，這就是所謂的結構色。

“如果你在自然界中看到藍色，你幾乎可以肯定它是由組織納米結構制成的，而不是色素。說梅森·迪恩（Mason Dean），香港城市大學比較解剖學副教授，這項新研究的合著者。

這些結構藍色通常來自高度有序的納米結構，但研究人員對這些射線的藍色斑點的檢查揭示了一些不同的東西。

他們報告說，結構藍色“異常明亮且與角度無關”，這是“由更無序的散射元素陣列引起的，這些散射元素具有以前未描述的核殼超微結構。

僅此一項就很有趣，但這一發現也可能對人類有實際應用，可能會激發新型無化學物質顏色的靈感。

迪恩指出，像這樣的結構色是復雜的自然現象，受到變量的影響超出了它們如何彎曲光線。

“了解動物結構顏色不僅與光學物理學有關，還與所涉及的材料有關，它們如何在組織中精細組織，以及顏色在動物環境中的外觀，”迪恩說.

在這種情況下，藍斑帶尾鰩具有具有特殊特性的皮膚細胞區域，可以幫助它們產生這種幾乎超凡脫俗的藍色，主要作者Amar Surapaneni解釋說，他以前是Dean小組的博士后，現在是都柏林圣三一學院的訪問學者。

“我們發現藍色是由獨特的皮膚細胞產生的，具有穩定的納米級球體的3D排列，其中包含反射納米晶體（如懸浮在珍珠奶茶中的珍珠），”Surapaneni說說.

“因為納米結構的大小和它們的間距是藍光波長的有用倍數，所以它們傾向于專門反射藍色波長。

除了那些產生藍色的細胞外，射線還有另一個技巧，可以給他們的藍色帶來額外的提升。

“為了清理任何多余的顏色，在發色細胞下方有一層厚厚的黑色素，會吸收所有其他顏色，從而產生極其明亮的藍色皮膚，”迪恩說.

“最后，這兩種細胞類型是一次很好的合作：結構色細胞磨練藍色，而黑色素色素細胞抑制其他波長，從而產生極其明亮的藍色皮膚。

藍斑帶尾鰩（Taeniura lymma）主要生活在熱帶印度洋和西太平洋珊瑚礁周圍的淺水區，其分布范圍最遠可達南非和澳大利亞北部。

它有強烈的毒液，其引人注目的顏色可能作為一種警告而演變。盡管如此，它在人類周圍通常是膽小的，通常會逃跑而不是盡可能地刺痛。考慮到其原生棲息地的顏色，藍色也可能有助于偽裝。

“在水中，藍色比任何其他顏色都滲透得更深，幫助動物與周圍環境融為一體，”迪恩說.“黃貂魚的亮藍色皮膚斑點不會隨著觀察角度的變化而改變;因此，它們在偽裝方面可能具有特定的優勢，因為動物正在游泳或用起伏的翅膀快速操縱。

從這些射線中借鑒一些想法也可能為我們的物種帶來好處，Dean補充道。

“我們正在與其他研究人員合作，開發靈活的仿生結構著色系統，其靈感來自黃貂魚皮膚的柔軟性質，可在紡織品、柔性顯示器、屏幕和傳感器中實現安全、無化學物質的顏色，”他說說.

該研究發表在一個先進的光學材料.

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