Ученые научились управлять прохождением электромагнитных волн через наноструктуры специальных поверхностей и увидели богатую палитру цветов там, где их раньше никто не замечал.
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 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.

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.