前所未见的使黄貂鱼斑点中发现的蓝色的方法

研究人员在一项新的研究中报告说，蓝斑带尾鱼以一种独特的方式创造蓝色。小说纳米结构研究表明，给黄貂鱼它们命名的斑点，在射线的皮肤上错综复杂地扭曲光线，形成一种鲜艳的蓝色，不会随着视角的变化而改变。

蓝色是棘手的颜色让生物变出。自然界中的大多数色调都是由进化为吸收阳光并发出特定颜色的化合物产生的。在发射红光的情况下，化学物质需要吸收更高能量的波长，如绿色、蓝色和紫色。

产生蓝光通常需要吸收低能量的红色波长并发射更强大的波长，这是一项更艰巨的任务，大自然很少找到解决方案。

一个更简单的解决方案似乎是使用另一种方法——使用光弯曲纳米结构物散射不需要的波长，这就是所谓的结构色。

“如果你在自然界中看到蓝色，你几乎可以肯定它是由组织纳米结构制成的，而不是色素。说梅森·迪恩（Mason Dean），香港城市大学比较解剖学副教授，这项新研究的合著者。

这些结构蓝色通常来自高度有序的纳米结构，但研究人员对这些射线的蓝色斑点的检查揭示了一些不同的东西。

他们报告说，结构蓝色“异常明亮且与角度无关”，这是“由更无序的散射元素阵列引起的，这些散射元素具有以前未描述的核壳超微结构。

仅此一项就很有趣，但这一发现也可能对人类有实际应用，可能会激发新型无化学物质颜色的灵感。

迪恩指出，像这样的结构色是复杂的自然现象，受到变量的影响超出了它们如何弯曲光线。

“了解动物结构颜色不仅与光学物理学有关，还与所涉及的材料有关，它们如何在组织中精细组织，以及颜色在动物环境中的外观，”迪恩说.

在这种情况下，蓝斑带尾鳐具有具有特殊特性的皮肤细胞区域，可以帮助它们产生这种几乎超凡脱俗的蓝色，主要作者Amar Surapaneni解释说，他以前是Dean小组的博士后，现在是都柏林圣三一学院的访问学者。

“我们发现蓝色是由独特的皮肤细胞产生的，具有稳定的纳米级球体的3D排列，其中包含反射纳米晶体（如悬浮在珍珠奶茶中的珍珠），”Surapaneni说说.

“因为纳米结构的大小和它们的间距是蓝光波长的有用倍数，所以它们倾向于专门反射蓝色波长。

除了那些产生蓝色的细胞外，射线还有另一个技巧，可以给他们的蓝色带来额外的提升。

“为了清理任何多余的颜色，在发色细胞下方有一层厚厚的黑色素，会吸收所有其他颜色，从而产生极其明亮的蓝色皮肤，”迪恩说.

“最后，这两种细胞类型是一次很好的合作：结构色细胞磨练蓝色，而黑色素色素细胞抑制其他波长，从而产生极其明亮的蓝色皮肤。

蓝斑带尾鳐（Taeniura lymma）主要生活在热带印度洋和西太平洋珊瑚礁周围的浅水区，其分布范围最远可达南非和澳大利亚北部。

它有强烈的毒液，其引人注目的颜色可能作为一种警告而演变。尽管如此，它在人类周围通常是胆小的，通常会逃跑而不是尽可能地刺痛。考虑到其原生栖息地的颜色，蓝色也可能有助于伪装。

“在水中，蓝色比任何其他颜色都渗透得更深，帮助动物与周围环境融为一体，”迪恩说.“黄貂鱼的亮蓝色皮肤斑点不会随着观察角度的变化而改变;因此，它们在伪装方面可能具有特定的优势，因为动物正在游泳或用起伏的翅膀快速操纵。

从这些射线中借鉴一些想法也可能为我们的物种带来好处，Dean补充道。

“我们正在与其他研究人员合作，开发灵活的仿生结构着色系统，其灵感来自黄貂鱼皮肤的柔软性质，可在纺织品、柔性显示器、屏幕和传感器中实现安全、无化学物质的颜色，”他说说.

该研究发表在一个先进的光学材料.

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