中國科學(xué)家揭示孔雀羽毛色彩詳細(xì)物理機(jī)制

牛頓在數(shù)百年前就指出孔雀等鳥類的羽毛顏色不是來源于色素，而是材料結(jié)構(gòu)和光學(xué)的神奇作用。日前，復(fù)旦大學(xué)資劍教授和劉曉晗博士的研究組揭示了孔雀羽毛絢麗多彩的詳細(xì)的物理機(jī)制。

10月14日，《科學(xué)美國人》以“科學(xué)家揭示孔雀美麗之秘密”為題，美國《探索頻道》以“孔雀的美麗秘密被揭示”為題，10月17日美國《國家地理》以“孔雀羽毛的色彩秘密被揭示”為題，報(bào)道了復(fù)旦大學(xué)資劍教授和劉曉晗博士的研究組將在《美國科學(xué)院院刊》上發(fā)表的一項(xiàng)研究成果：“孔雀羽毛的色彩策略”。一些媒體如英國《衛(wèi)報(bào)》等也進(jìn)行了采訪報(bào)道，稱中國科學(xué)家揭示了孔雀羽毛美麗色彩的秘密。

雖然牛頓第一個(gè)提出包括孔雀等鳥類的羽毛、昆蟲等的顏色來源于薄膜干涉的假設(shè)，但孔雀羽毛等顏色來源的詳細(xì)的物理機(jī)制，一直沒有被清晰地了解。

為了解釋雄性孔雀的尾部羽毛呈現(xiàn)出絢麗多彩的色彩，資劍教授和劉曉晗博士的研究組，利用電子顯微鏡觀察、光學(xué)測量以及理論模擬，研究了孔雀羽毛顏色的來源。研究表明，小羽枝表皮下面的周期結(jié)構(gòu)是羽毛結(jié)構(gòu)顏色的起因。實(shí)驗(yàn)和理論模擬顯示二維周期結(jié)構(gòu)沿表皮方向?qū)δ骋徊ǘ蔚墓庥泻軓?qiáng)的反射，造成顏色。孔雀羽毛的顏色策略非常精妙，一種是調(diào)控周期長度，另一種是調(diào)控周期數(shù)目。不同顏色是由于表皮下的周期結(jié)構(gòu)的周期長度不同，藍(lán)色對應(yīng)的最小，棕色對應(yīng)的最大。棕色羽毛還利用了另一種光學(xué)效應(yīng)，因?yàn)槠渲芷跀?shù)目最小，造成額外的藍(lán)顏色，形成混合色而呈棕色。