Наночастицы помогли различить цвета, ранее скрытые от людских глаз
Сколько цветов различает человеческий глаз? Одни знают сотни оттенков, другие не увидят разницы между алым и малиновым. Достаточно вспомнить недоуменные лица мужчин, когда в отделе косметики их спутницы просят помочь при выборе одной из трех «одинаковых» помад.
Дело не только в разрешающей способности наших органов зрения или гендерной слепоты к вишневому оттенку. Порой сами предметы «не пускают» некоторые цвета наружу. Они кажутся тусклыми, однотонными, а то и вовсе черными. Причина — в неупорядоченности мельчайших структур на поверхности. Именно беспорядок в строении внешнего слоя предметов повинен в частичном или полном поглощении солнечного света предметом. Так, крошечные чешуйки на крыле бабочки отражают световые волны только из определенной части спектра, и мы, вероятно, не видим и половины узора на крыльях этих удивительных созданий.
Ученые из Англии, Германии и Китая решили бороться с беспорядком с помощью… беспорядка. Вместе они нашли способ контролировать прохождение света через неупорядоченные структуры. Результаты совместной работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Исследователи вдохновились необычной техникой, которую часто применяли художники прошлых столетий. Известным примером работы в такой технике является римский кубок Ликурга, датируемый четвертым веком. Стеклянный сосуд кажется зеленым, если источник света находится с той же стороны от него, что и наблюдатель. Если же кубок находится между источником света и человеком, его стенки кажутся красными. Цветовое непостоянство стекла объясняется присутствием в нем хаотично расположенных частиц золота и серебра диаметром около 70 нанометров.
Слева — цифровая копия, справа — оригинал картины
В эксперименте ученые хотели лучше рассмотреть цвета китайской акварели. Для этого две специальные пленки расположили друг над другом. На верхнюю пленку из фторида лития в хаотичном порядке нанесли наночастицы серебра различных размеров. Волны света отражались от картины и проходили через поверхность верхней пленки, покрытую наночастицами. Нижняя пленка представляла собой зеркало и отражала волны в полость между пленками. В прозрачной «ловушке» фотоны света колебались каждый с частотой, соответствующей длине волны цвета на картине. Волны резонировали, и их интенсивность многократно усиливалась. Цветовая палитра цифровой копии подопытной картины оказалась намного богаче, а отдельные цвета — насыщеннее, чем на оригинале.
«Способы, которыми природа создает цвета, действительно удивительны, — объяснил руководитель исследования профессор Шуан Чжан, — Если мы сможем эффективно использовать их, то откроем сокровищницу более богатых и ярких цветов, чем когда-либо видели». Ученый добавил, что результаты исследования могут быть полезны в некоторых конкретных приложениях, например, в сенсорных технологиях.
Обсудить 0
Популярная Механика прочитано 18662 раза
