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做孩子眼中的科学咖，潮爸辣妈的科学宝典（1）：告诉孩子，自然中那些美丽色彩的奥秘

荆棘鸟fiona

2015/04/10

扫描电镜（SEM/EDS）

前言：大自然中有许多美丽的动植物吸引着孩子的眼睛。孩子们常常会不停地问爸爸妈妈，孔雀为何美丽？蝴蝶为何五彩斑斓？甲壳虫为何有金属的光泽？孩子们刨根问底的执着常常让潮爸辣妈们应接不暇。鼓励孩子的好奇心，用轻松有趣通俗易懂的科学知识引导孩子，是潮爸辣妈的必备技能，把科学知识变成玩具，让潮爸辣妈们与孩子一起愉快地玩耍。
结构色，简而言之，就是物体本身不带颜色，而是由物体上的微结构（几百纳米）过滤、反射阳光，从而产生的色彩。比如昆虫体壁上有极薄的蜡层、刻点、沟缝或鳞片等细微结构，使光波发生折射、漫反射、衍射或干涉而产生的各种颜色。典型的结构色如：蝴蝶翅膀光鲜亮丽的色彩，甲虫壳表面的金属光泽和闪光等。
大部分的蝴蝶、甲虫、鸟类色彩，通常是由色素与结构色两种因素共同作用产生的。

结构色有一个特点可以区分其与色素的区别，即颜色会随着观察角度的变化而变化。如果我们让视线与闪蝶的翅膀垂直，看到的是蓝色；如果我们调整角度让视线与桌面近乎平行，会看到翅膀突然变成了紫色。转动一些甲虫的身体，我们同样会发现甲虫的颜色在变化。

让我们细数一下产生结构色的动植物及其微结构：

孔雀蛱蝶，蛱蝶科（Nymphalidae），孔雀蛱蝶属（Inachis），第一排第三张是把蝴蝶后翅黄色部位放大到100倍的样子，第二排第二张则是放大到5000倍的样子。

大家可能认为蓝色大闪蝶的翅膀上应该铺满了亮蓝色的鳞片。其实，它的鳞片是透明、暗淡的棕色，而之所以看起来这么亮这么蓝，全是鳞片结构色的功劳。a）鳞片的放大图。b）从正面看一片鳞片发现它表面有很多条状物。c) 再把它夹起来看它的横切面看出这些条状物上窄下宽。d) 再放大，我们可以看到这是一种左右长有多层的脊脉。

紫黑裸眉鸫是马达加斯加的特有鸟类, 具有荧光绿色的眉状肉垂是其显著特征。肉垂颜色由胶原纤维散射光线生成。

这种萌萌哒金梳龟甲虫（Aspidomorpha sanctaecrucis）分布在福建、广东、广西、四川、云南；孟加拉国，锡金、印度等地方。这货背上的金色是结构色。在显微镜下看是这个样子的～～～

结构色不只是在昆虫、鸟类中存在，植物中也有运用结构色的高手，比如：

杜若属植物Pollia condensata分布在埃塞俄比亚、安哥拉和莫桑比克等非洲国家的雨林。它们的果实呈球形，个头很小，披着绚丽的金属蓝外衣，被誉为科学界已知色彩最丰富的果实。它们的果皮能够随着观察角度的变化改变颜色。借助于先进的显微镜，科学家发现它们的彩虹色皮肤并不拥有蓝色素。强烈的色彩来源于微小的纤维素形成的螺旋层对光线的反射。螺旋层存在于果皮细胞壁中，细胞之间的距离略有差异，每个点反射的色彩都不同，为果实披上一件五彩缤纷的外衣。

其实，在恐龙时代，萌萌哒小恐龙们就已经披上结构色的外衣了～～～

1500万年到4700万前的甲虫化石。研究人员认为，这些甲虫化石之所以能够保持原始的颜色，要归功于它们的结构性着色现象。如果有纹理特别细密的沉积物取代了死亡甲虫腐烂的身体，那么形成的化石也会复制它原始的色彩。

其实，在我们的生活中，就可以看到很多带有结构色的萌物们，比如北京的“市鸟”----喜鹊，它们身上的蓝色金属光色彩就是结构色的典型例子。

本文由新材料研究微科普提供，谢绝转载。

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仙后婧婧（谭思婧）

第1楼2015/04/10

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fengdaox

第2楼2015/04/10

这个科普不错

0

zyl3367898

第3楼2015/04/10

应助达人

这些鸟的颜色真鲜艳。

0

又又1990

第4楼2015/04/11

结构色，很神奇啊

0

小M

第5楼2015/04/12

应助达人

原来是结构色，漂亮！
以前看过蝴蝶、蛾的翅膀，和文章中的长得差不多

0

allen308

第6楼2015/06/09

结构色，仿生学什么时候能模仿一下，应用很广的。

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