This is a good article. Click here for more information.

구조색채화

Structural coloration
공작새의 꼬리 깃털의 빛나는 무지개빛 색상은 아이작 뉴턴과 로버트 후크가 처음 지적한 것처럼 구조적인 색채화에 의해 만들어진다.

생물체에서 구조적인 색채화는 가시광선을 방해할 정도로 미세한 현미경으로 구조된 표면에 의한 색채의 생성이며, 때로는 색소와 결합하여 색소를 생성하기도 한다.예를 들어 공작꼬리 깃털은 색소가 칠해진 갈색이지만, 그 미세한 구조로 인해 푸른색, 청록색, 녹색 빛도 반사하게 되고, 종종 무지개빛을 띤다.

구조적인 색채화는 영국의 과학자 로버트 후크와 아이작 뉴턴에 의해 처음 관찰되었고, 그 원리인 파장 간섭은 한 세기 후 토마스 영에 의해 설명되었다.영은 발광은 빛이 그러한 필름에 들어오고 나갈 때 굴절과 결합하여 두 개 이상의 박막 표면으로부터의 반사 사이의 간섭의 결과라고 묘사했다.그 후 기하학은 특정 각도에서 두 표면에서 반사되는 빛이 구조적으로 방해하는 반면 다른 각도에서 빛은 파괴적으로 방해하는 것으로 결정한다.그러므로 다른 색깔들은 다른 각도에서 나타난다.

새의 깃털이나 나비의 비늘과 같은 동물에서, 간섭은 회절 그라프트, 선택적 거울, 광자 결정, 결정 섬유, 나노 채널의 행렬과 그들의 구성을 바꿀 수 있는 단백질을 포함한 광자 메커니즘의 범위에 의해 생성된다.육류의 일부 절단도 근육섬유의 주기적인 배열의 노출로 인한 구조적 색채를 나타낸다.이러한 많은 광학 메커니즘은 전자 현미경으로 볼 수 있는 정교한 구조물에 해당한다.구조적 색채를 이용하는 몇 안 되는 식물에서, 찬란한 색상은 세포 내의 구조물에 의해 만들어진다.살아있는 조직에서 알려진 가장 빛나는 푸른 색상은 폴리아 콘덴서타의 대리석 열매에서 발견되는데, 여기서 셀룰로오스 섬유질의 나선 구조가 빛의 산란을 일으키는 브래그 법칙을 생산한다.버터컵의 밝은 광택은 노란 색소침착으로 보충된 표피에 의한 박막반사와 바로 밑의 녹말세포 층에 의한 강한 확산에 의해 생성된다.

구조 색상화는 눈부신 색상, 적응성 위장, 효율적인 광학 스위치 및 저반사성 유리를 제공할 수 있는 생체모방 표면과 함께 산업, 상업 및 군사적으로 응용될 가능성이 있다.

역사

로버트 후크의 1665년형 마이크로그래피아는 구조 색상의 첫 번째 관찰을 포함하고 있다.

1665년 책 Micrographia에서 Robert Hooke는 공작새 깃털의 "판타스틱한" 색깔들을 묘사했다.[1]

이 영광스러운 새의 깃털 부분은 현미경을 통해, 덜 거드름 피우지 않고 깃털 전체를 한다. 왜냐하면, 맨눈으로 볼 때 꼬리에 있는 각 깃털의 줄기나 실이 많은 가로수 가지를 내보내는 것이 명백하기 때문이다. 그래서 현미경의 각각의 실들은 큰 몸체로 구성되어 있다.밝은 반사 부분의
…그들의 윗면은 내게는 얇은 도금된 수많은 몸체로 이루어져 있는 것 같은데, 그 몸체는 여위고, 아주 가까이 누워 있기 때문에, 마치 진주 껍질의 어머니처럼, 아주 활기찬 빛을 한 번에 반사하지 않고, 그 빛을 가장 호기심 어린 방식으로 비춘다; 그리고 여러 가지 포지션으로, 빛에 대해, 그들은 지금 하나를 반사한다.색, 그리고 또 다른 색, 그리고 가장 생생한 색들.자, 이 색깔들이 한 가지 아주 환상적인 것이라는 것을, 즉 빛의 수축으로부터 즉시 나타나는 것과 같은 것을, 나는 이것으로부터, 물이 이 색깔의 부분들을 적시고, 그들의 색깔을 파괴한다는 것을 발견했는데, 그것은 반사나 굴절의 변화로부터 진행되는 것처럼 보인다.[1]

아이작 뉴턴은 1704년 저서 옵틱스에서 공작 꼬리 깃털의 갈색 색소 이외의 색깔의 메커니즘을 설명했다.[2]뉴턴은 이 점에[3] 주목했다.

몇몇 새의 깃털, 특히 공작꼬리의 깃털은, 얇은 판이 7번째와 19번째 관측에서 발견되었던 것과 동일한 방식으로, 몇몇 눈의 위치에 여러 색깔로 나타나며, 따라서 그들의 색깔은 트랜스패어의 얇음에서 발생한다.깃털의 nt 부분, 즉 아주 가는 털의 가느다란 부분, 즉 깃털의 더 징그러운 측면 가지나 섬유에서 자라는 카필라멘타에서 나온 것이다.[3]

토마스 영(1773–1829)은 빛이 파동으로도 작용할 수 있다는 것을 보여줌으로써 뉴턴의 빛의 입자 이론을 확장시켰다.그는 1803년에 빛이 날카로운 가장자리나 슬릿에서 떨어져 나와 간섭 패턴을 만들 수 있다는 것을 보여주었다.[4][5]

프랭크 에버스 베다드(1858–1925)는 1892년 저서 동물 색채화에서 구조 색상의 존재를 다음과 같이 인정했다.

1892년 프랭크 에버스 베다드는 크리소스파락스 황금 점들의 두꺼운 털은 구조적으로 색칠되어 있다고 지적했다.

동물의 색상은 피부에 확실한 색소가 있거나 피부 아래에 있기 때문이거나, 광선의 산란, 회절 또는 불균등한 굴절로 인한 광학적 효과에 의해 부분적으로 기인한다.후자의 색깔은 종종 구조적인 색상으로 언급된다; 그것들은 색 표면의 구조로 인해 발생한다.윙윙거리는 새와 같은 많은 새들의 깃털의 금속성 광택은 깃털 표면에 지나치게 미세한 줄무늬가 있기 때문이다.[6]: 1

그러나 베다드 온 다음 크게 구조색 이유로 색소에 비해 부수적인:"모든 경우에 디스플레이의[구조]색상 요구 어두운 색소의 배경."[6]:2그리고 그것은 그 희귀성다고 역설함에 따라:"명확한 색소의 피부에 지금까지 색깔의 무척추 동물 동물의 흔한 근원은 존재"[6]:2월을 일축했다.ough 그는 내가 하어떤 사람은 케이프 황금 두더지가 머리카락에 "훌륭한 색깔을 내는 구조적인 특성"을 가지고 있다는 것을 인정한다.[6]: 32

원칙

색소가 아닌 구조

빛이 얇은 막에 떨어지면 상·하부에서 반사되는 파동이 각도에 따라 다른 거리를 이동하기 때문에 간섭을 한다.
추가 정보:깃털

구조적 색소화는 색소보다는 간섭 효과에 의해 발생한다.[7][8]색상은 물질을 미세한 평행선으로 채점하거나, 하나 이상의 평행한 얇은 층으로 구성하거나, 또는 색의 파장 규모에 있는 마이크로 구조물로 구성했을 때 생성된다.[9]

구조적인 색채화는 많은 새들(예를 들어 벌잡이, 왕비잡이, 롤러)의 깃털과 많은 나비 날개, 딱정벌레 날개 케이스(엘리트라), 그리고 (꽃들 사이에서는 드물지만) 버터컵 꽃잎의 광택을 책임진다.[10][11]이것들은 종종 공작 깃털과 진주 굴과 노틸러스 같은 자개 껍질에서처럼 무지개빛을 띤다.이는 반사된 색상이 시야각에 따라 달라지기 때문이며, 이는 결국 담당 구조물의 겉보기 간격을 좌우한다.[12]구조적인 색상은 색소와 결합될 수 있다: 공작 깃털은 멜라닌을 함유한 갈색 색소인 반면,[1][10][13][14] 버터컵 꽃잎은 노란색을 나타내는 카로티노이드 색소와 반사성을 위한 얇은 막을 모두 가지고 있다.[11]

발광의 원리

추가 정보: 박막 간섭 및 발광
여러 개의 얇은 층을 보여주는 자크레 균열 표면의 전자 마이크로그래프
3슬라이드 시리즈로 구성된 MasterImage 3D 영화 안경과 함께 그리고 사용하지 않고 찍은 3슬라이드 시리즈로, 반짝이는 초록색이 좌극광에서 나오는 죽은 유럽 장미꽃 차퍼(세토니아 오라타)의 원형 편광이다.유리가 없다면, 딱정벌레와 그들의 이미지는 모두 빛나는 색을 가지고 있다는 것에 주목하라.우극자는 딱정벌레의 색은 제거하지만 이미지의 색은 남긴다.좌극자는 반대로 작용하여 반사된 빛의 손놀림이 반전되는 것을 보여준다.

1803년 토마스 영이 설명한 것처럼 무지개빛은 극도의 얇은 필름들이 그들의 상단 표면에서 떨어지는 빛의 일부를 반사할 때 만들어진다.나머지 빛은 필름을 통과하며, 그 중 더 많은 부분이 하단 표면에서 반사된다.반사파 두 세트는 같은 방향으로 다시 위쪽으로 이동한다.그러나 바닥 반사파가 조금 더 멀리 이동했기 때문에(필름의 두께와 굴절률, 빛이 떨어지는 각도에 의해 제어됨) 두 세트의 파장은 위상을 벗어났다.파도가 하나 또는 그 이상의 전체 파장과 떨어져 있을 때, 다시 말해서 특정 각도에서, 그들은 강한 반사를 주면서 (구조적으로) 덧붙인다.다른 각도와 위상차이에서는 뺄 수 있어 반사가 약하다.따라서 박막은 주어진 각도에서 단 하나의 파장(순수한 색상)만을 선택적으로 반사하지만 다른 파장(다른 색상)은 다른 각도에서 반사한다.그래서 나비의 날개나 새의 깃털과 같은 박막 구조가 움직이면서 색깔이 변하는 것 같다.[2]

메커니즘

고정 구조물

다른 배율의 나비 날개는 회절 격자 역할을 하는 미세 구조화된 치틴을 드러낸다.

많은 고정된 구조물은 회절 그라프트, 선택적 미러, 광 결정, 결정 섬유 및 변형 행렬을 포함한 메커니즘에 의해 구조 색상을 생성할 수 있다.[8]구조는 하나의 얇은 필름보다 훨씬 더 정교할 수 있다. 즉, 필름을 쌓아올려 강한 발광을 주거나, 두 가지 색상을 조합하거나, 색의 불가피한 변화를 각도와 균형을 맞춰 더 분산되고 덜 발광 효과를 줄 수 있다.[10]각각의 메커니즘은 다른 방향에서 볼 수 있는 밝은 색이나 색의 조합을 만드는 문제에 대한 특정한 해결책을 제공한다.

모포나비 날개 축척의 '피르트리' 마이크로구조물 도면

키틴과 공기의 층으로 구성된 회절 그레이팅은 공작새와 같은 새의 꼬리 깃털뿐만 아니라 다양한 나비 날개 비늘의 무지개빛 색상을 만들어 낸다.훅과 뉴턴은 공작의 색깔이 간섭에 의해 만들어진다는 그들의 주장은 옳았지만, 그 책임이 있는 구조물들은, 스케일이 빛의 파장에 가깝다는 것(마이크로그래프 참조)은, 밝은 현미경으로 볼 수 있는 변형된 구조물보다 더 작았다.회절 그레이팅을 생산하는 또 다른 방법은 나무 모양의 키틴 배열로, 눈부시게 채색된 열대 모포 나비의 날개 비늘에서와 같다(그림 참조).그러나 또 다른 변종은 파라오티아 로에시이에 존재하는데, 로이스의 파라오티아는 천국의 새다.밝은 색상의 가슴패치의 깃털의 바비는 V자 모양으로, 밝은 청록색과 주황색 노란색이라는 두 가지 다른 색을 강하게 반영하는 박막 미세구조를 만든다.새가 움직이면 색은 무지개빛으로 표류하기 보다는 이 두 색깔 사이를 급격히 전환한다.구애하는 동안 수컷 새는 암컷을 유인하기 위해 체계적으로 작은 움직임을 하기 때문에 성적인 선택을 통해 구조가 진화했을 것이다.[10][15]

광자 결정체는 다른 방식으로 형성될 수 있다.[16]에메랄드 무늬가 있는 소심장 나비인 파라이즈 세소스트리스에서는 날개 비늘의 키틴에 나노 크기의 구멍들이 배열되어 광학적 결정체가 형성된다.[17]이 구멍의 지름은 약 150나노미터로, 거의 같은 거리에 있다.구멍은 작은 패치로 정기적으로 배열된다. 인접한 패치는 방향이 다른 어레이를 포함한다.이 에메랄드 패치가 있는 소심장 눈금은 무지개빛 대신 다른 각도에서 녹색 빛을 고르게 반사하는 결과가 나왔다.[10][18]브라질에서 온 위악인 램프로시포스 아우구스투스에서는 키틴 외골격은 무지개빛 녹색 타원형 비늘로 덮여 있다.이것들은 각도에 따라 거의 변하지 않는 찬란한 녹색 색상을 주기 위해 모든 방향을 지향하는 다이아몬드 기반의 크리스털 격자를 포함한다.저울은 효과적으로 1마이크로미터 넓이의 픽셀로 나뉜다.그러한 각각의 픽셀은 하나의 결정체로서 이웃과 다른 방향으로 빛을 반사한다.[19][20]

에메랄드 제비꼬리의 선택적 거울을 통한 구조색채화

간섭효과를 내기 위한 선택적 거울은 에메랄드 제비나비인 파필리오 팔레누루스의 날개 비늘에 키틴을 여러 겹으로 늘어뜨린 미크론 크기의 그릇 모양의 구덩이로 형성되어 있다.이것들은 두 파장의 빛에 대해 고도로 선택적인 거울 역할을 한다.노란 빛은 구덩이의 중심에서 직접 반사되고, 푸른 빛은 구덩이의 옆구리에 의해 두 번 반사된다.이 조합은 녹색으로 보이지만 현미경 아래 파란색 원들로 둘러싸인 노란색 점들의 배열로 볼 수 있다.[10]

속이 빈 나노입자의 육각형 배열로 이루어진 수정 섬유는 바다 생쥐인 아프로디타의 털의 밝은 무지개빛 색상을 만들어낸다.[10]그 색깔들은 무감각해서 포식자들에게 공격하지 말라고 경고한다.[21]속이 빈 칫솔의 치틴 벽은 육각형 벌집 모양의 광자 결정체를 이루고 있으며, 육각형 구멍은 0.51 μm 떨어져 있다.이 구조물은 마치 88개의 회절 그라프트가 쌓여 있는 것처럼 광학적으로 작용해 아프로디타가 해양생물 중 가장 무지개빛을 띠는 동물 중 하나이다.[22]

무작위 나노 채널에 의해 생성된 청색과 황색의 웅장한 색상의 마코

해면체 같은 케라틴 매트릭스에서 무작위 방향의 나노 채널로 구성된 변형 매트릭스는 푸른색과 노란색의 마코인 아라아라루나의 확산되지 않는 푸른색을 만들어낸다.반사가 모두 같은 방향으로 배열된 것은 아니기 때문에 색상은 여전히 웅장하지만 각도에 따라 크게 달라지지 않기 때문에 무지개빛은 아니다.[10][23]

자연에서 가장 강렬한 청색: 폴리아 콘덴서타 베리

헬리코이드 적층 셀룰로오스 마이크로파이브릴로 형성된 나선 코일은 아프리카 허브 폴리아 콘덴서타의 '마블 베리(marble berry)'에 브래그 반사를 일으켜 자연에서 가장 강렬한 청색 착색을 일으킨다.[24]베리 표면은 네 겹의 세포로 두꺼운 벽을 가지고 있으며 푸른 빛과 건설적인 간섭을 할 수 있도록 간격을 두고 투명한 셀룰로오스 나선형을 포함하고 있다.이 세포들 아래에는 짙은 갈색의 타닌을 함유하고 있는 두세 개의 세포가 층을 이루고 있다.폴리아는 모포나비의 날개보다 더 강한 색을 생산하며, 어떤 식물에서든 알려진 최초의 구조적인 색채화 사례 중 하나이다.각 세포는 자체적인 두께의 쌓인 섬유질을 가지고 있어 이웃과는 다른 색상을 반영하고 있으며, 눈부신 녹색, 자주색, 붉은색 점으로 얼룩진 다른 블루스로 픽셀화 또는 점묘화 효과를 낸다.어느 한 세포의 섬유는 왼손 또는 오른손 중 하나이므로 각 세포는 한 방향으로 반사되는 빛을 원형극화한다.폴리아는 이처럼 무작위적인 빛의 양극화를 보여주는 것으로 알려진 최초의 유기체인데, 그럼에도 불구하고 이 식물 종을 방문하는 씨앗을 먹는 새들이 편광된 빛을 감지할 수 없기 때문에 시각적 기능을 가지고 있지 않다.[25]나선형 미세 구조물은 또한 그들이 무지개빛 색상을 만들어내는 스카라브 딱정벌레에서 발견된다.

버터컵 꽃잎은 노란색 색소와 구조적 색소를 모두 이용한다.

버터컵 꽃잎의 상단 두 겹을 기준으로 한 확산 반사체가 있는 얇은 필름.찬란한 노란색 광택은 식물들 사이에서는 드물게 노란 색소와 구조적인 색소의 조합에서 유래한다.매우 매끄러운 위쪽 표피는 반사적이고 무지개빛의 얇은 필름 역할을 한다. 예를 들어, Ranunculus acris에서는 그 층은 2.7마이크로미터 두께다.특이한 녹말 세포는 확산되지만 강한 반사체를 형성하여 꽃의 광채를 강화시킨다.곡선 꽃잎은 파라볼로이드 접시를 형성하여 태양의 열을 꽃의 중심부에 있는 생식 부분으로 유도하여 주위 온도보다 약간 높은 온도에서 유지한다.[11]

표면 그라탕, 고기 자르기 시 순서 근육 세포의 노출로 인해 순서화된 표면 특징으로 구성된다.고기 자르기의 구조적 색상은 순서가 정해진 근육 섬유질이 노출되고 섬유질의 단백질에 의해 빛이 분산된 후에야 나타난다.확산된 빛의 색이나 파장은 관찰 각도에 따라 달라지며 반투명 포일로 고기를 덮음으로써 강화될 수 있다.표면을 거칠게 하거나 건조시켜 수분 함량을 제거하면 구조물이 붕괴되기 때문에 구조물의 색채가 사라진다.[26]

다중 전체 내부 반사로부터의 간섭은 중합체 마이크로 구조 표면뿐만 아니라 세실 물방울과 같은 미세한 규모의 구조물에서[27] 발생할 수 있다.[28]이 구조 착색 메커니즘에서, 인터페이스를 따라 총 내부 반사 경로의 다른 경로로 이동하는 광선은 무지개빛 색상을 생성하는데 방해된다.

가변 구조물

하팔로클라이나 루눌라타 맨틀의 가변 링 패턴

오징어와 같은 두족류 동물을 포함한 몇몇 동물들은 위장과 신호 전달을 위해 그들의 색깔을 빠르게 바꿀 수 있다.그 메커니즘은 두 가지 구성 사이에서 전환될 수 있는 가역성 단백질을 포함한다.도리터티스 팰리이 오징어 피부의 색소포레 세포 내 반사 단백질 구성은 전하에 의해 제어된다.전하가 없을 때 단백질은 서로 단단하게 쌓여 얇고 더 반사적인 층을 형성하며, 전하가 있을 때 분자는 더 느슨하게 쌓여서 더 두꺼운 층을 형성한다.색소포체는 여러 개의 반사 층을 포함하기 때문에 스위치는 층 간격을 변경하고 따라서 반사되는 빛의 색을 변경한다.[10]

푸른고리문어는 피부색소세포로 효과적인 위장 패턴을 보여주면서 틈새에 숨는 데 많은 시간을 보낸다.만약 그것들이 자극되면, 그들은 빠르게 색깔을 바꾸어서 50-60개의 링 각각이 1/3초 안에 밝은 무지개빛의 파란색으로 번쩍이는 밝은 노란색이 된다.더 큰 푸른고리문어(하팔로클라나 루눌라타)에서, 고리는 다층 이리도포체를 포함하고 있다.이것들은 청록색 빛을 넓은 시야 방향으로 반사하도록 배열되어 있다.푸른 고리의 빠른 섬광은 신경 통제하의 근육을 사용하여 달성된다.정상적인 상황에서 각각의 고리는 이리도포레 위 근육의 수축에 의해 숨겨진다.이러한 이완과 링 밖의 근육이 수축하면 밝은 푸른색 링이 드러난다.[29]

예

  • 유럽의 벌잡이들은 그들의 화려한 색깔은 부분적으로 깃털에 있는 미세구조를 분쇄하는 것에 기인한다.

  • 모포 헬레나 같은 모포나비에서는 광학현미경에 비해 너무 작은 복잡한 전나무 모양의 미세구조물에 의해 눈부신 색상이 만들어진다.

  • 파라다이스의 수컷 파로티아 로제시 새는 푸른색에서 노란색으로 변하는 가슴 깃털로 암컷에게 신호를 보낸다.

  • 에메랄드빛 제비꼬리의 찬란한 초록색인 파필리오 팔리누루스(Papilio palinurus)는 옆으로 누렇게 직접 반사되는 미세한 그릇들의 배열로 만들어진다.

  • 에메랄드 패치를 한 소하트 나비인 파라이즈 세소스트리스는 광학적 결정체를 이용해 빛나는 초록색을 만들어낸다.

  • 램프로시푸스 아우구스투스 웨블의 무지개빛 비늘은 거의 균일한 초록색을 주기 위해 모든 방향의 다이아몬드 기반의 크리스털 격자를 포함하고 있다.

  • 엔티무스 제국주의 웨블의 이리데센트 비늘

  • 엔티머스 임페리얼리스 웨빌의 저울 내 3차원 광결정 전자 마이크로그래프

  • 아프로디타 아쿨레아타(바다쥐의 일종)의 속이 빈 나노피버털은 노랑, 빨강, 녹색으로 빛을 반사해 포식자를 경계한다.

  • 긴다랑어 오징어, 도리터티스 팰리이는 색깔을 바꿀 수 있는 능력으로 연구되어 왔다.

  • 비누 거품의 박막 간섭.색상은 필름 두께에 따라 다양하다.

기술에서.

추가 정보:생체모방계
가브리엘 리프먼의 컬러 사진 중 하나인 "레 세르빈"(1899년)은 단색 사진 공정(단일 에멀전)을 이용해 만들었다.색상은 유리판 뒤쪽에서 반사되는 빛과의 간섭에 의해 만들어진 구조적인 것이다.

가브리엘 리프먼은 1908년 컬러 사진의 구조적인 색채화 방법인 리프먼 판에 대한 연구로 노벨 물리학상을 수상했다.이것은 유리기판 뒷면에서 반사되는 광파로 인해 발생하는 간섭에 충분히 민감한 에멀젼을 단색(검은색 및 흰색) 사진 공정에서 에멀전 레이어의 두께로 기록하도록 했다.판을 통해 빛나는 하얀 빛은 사진 촬영 장면의 색을 효과적으로 재구성한다.[30][31]

2010년, 드레스메이커 도나 스그로는 구조적으로 채색된 섬유로 짜여진 미분조 직물인 테이진 섬유의 모포텍스로부터 모포 나비 날개 비늘의 미세 구조를 모방하여 드레스를 만들었다.[32][33][34]섬유는 타원형 단면을 가진 투명한 나일론 피복에 나일론과 폴리에스테르 등 굴절률이 다른 두 플라스틱으로 두께 70~100나노미터인 61개의 평평한 교대층으로 구성되어 있다.재료는 각도에 따라 색상이 달라지지 않도록 배열되어 있다.[35]그 섬유들은 빨강, 초록, 파랑, 보라색으로 생산되었다.[36]

구조적 색채화는 산업적으로나 상업적으로 더욱 악용될 수 있으며, 그러한 응용을 초래할 수 있는 연구가 진행 중이다.카멜레온과 세팔로포드가 그러하듯이 자신의 환경에 맞게 색깔과 무늬를 변화시키는 능동적이거나 적응력이 있는 군 위장 천을 만드는 것이 직접적인 병행일 것이다.빛의 파장에 따라 반사율을 변화시키는 능력은 또한 트랜지스터와 같은 기능을 할 수 있는 효율적인 광학 스위치로 이어져 엔지니어가 빠른 광학 컴퓨터와 라우터를 만들 수 있게 할 수 있다.[10]

집파리 복합 눈의 표면은 반사율을 줄이고 그에 따라 입사광의 전달을 증가시키는 효과를 갖는 미세한 투영으로 빽빽하게 채워져 있다.[37]이와 비슷하게, 일부 나방의 눈은 다시 빛의 파장보다 작은 기둥들의 배열을 이용하여 항억제 표면을 가지고 있다."모스-아이" 나노 구조물을 사용하여 창문, 태양 전지, 디스플레이 장치 및 군사용 스텔스 기술을 위한 저반사 유리를 만들 수 있다.[38]'못-눈' 원리를 이용한 항억제 생체모방 표면은 먼저 금 나노입자로 석판화하여 마스크를 만든 후 반응성 식각을 수행하여 제조할 수 있다.[39]

참고 항목

참고 문헌 목록

개척서적

---- 1895년 2판

리서치

  • 폭스, D.L. (1992)동물 바이오크롬과 동물 구조 색상.캘리포니아 대학교 출판부.
  • 존센, S. (2011년)생명의 광학: 자연의 빛에 대한 생물학자의 안내서.프린스턴 대학 출판부.
  • 콜레, M. (2011년)자연에서 영감을 받은 광학적 구조. 스프링거.

일반 도서

  • C.A. (2011년) 브레비아.예술, 디자인, 자연의 색상.WIT 프레스.
  • 리, D.W. (2008)자연의 팔레트: 식물 색깔의 과학.시카고 대학 출판부.
  • 키노시타, S. (2008)"자연계의 구조적인 색"세계 과학 출판
  • 무셰트, S. R., 데파리스, O. (2021년)"내츄럴 포토닉스와 바이오인스포메이션".아르테크 하우스

메모들

참조

  1. ^ a b c 헉, 로버트.현미경.36장('관찰. XXXVI')Pacoks, Ori 및 다른 깃털의 변화 가능한 색상).
  2. ^ a b "Iridescence in Lepidoptera". Natural Photonics (originally in Physics Review Magazine). University of Exeter. September 1998. Archived from the original on April 7, 2014. Retrieved April 27, 2012.
  3. ^ a b Newton, Isaac (1730) [1704]. Opticks (4th ed.). William Innys at the West-End of St. Paul's, London. pp. Prop. V., page 251. Retrieved April 27, 2012.
  4. ^ Young, Thomas (1804). "Experimental Demonstration of the General Law of the Interference of Light". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 94: 1–16. Bibcode:1804RSPT...94....1Y. doi:10.1098/rstl.1804.0001. S2CID 110408369.
  5. ^ Shamos, Morris (1959). Great Experiments in Physics. New York: Holt Rinehart and Winston. pp. 96–101.
  6. ^ a b c d Beddard, Frank Evers (1892). Animal Coloration: an account of the principal facts and theories relating to the colours and markings of animals. Swan Sonnenschein. ISBN 978-0-543-91406-4.
  7. ^ 현미경 아래 구조 색상!깃털, 딱정벌레, 버터플라이!!
  8. ^ a b Mouchet, Sébastien R; Deparis, Olivier (2021), Natural Photonics and Bioinspiration (1st ed.), Artech House, ISBN 978-163-081-797-8
  9. ^ Parker, A.R., Martini, N. (June–September 2006). "Structural colour in animals—simple to complex optics". Optics & Laser Technology. 38 (4–6): 315–322. Bibcode:2006OptLT..38..315P. doi:10.1016/j.optlastec.2005.06.037.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  10. ^ a b c d e f g h i j Ball, Philip (May 2012). "Nature's Color Tricks". Scientific American. 306 (5): 74–79. Bibcode:2012SciAm.306e..74B. doi:10.1038/scientificamerican0512-74. PMID 22550931.
  11. ^ a b c van der Kooi, C.J.; Elzenga, J.T.M.; Dijksterhuis, J.; Stavenga, D.G. (2017). "Functional optics of glossy buttercup flowers". Journal of the Royal Society Interface. 14 (127): 20160933. doi:10.1098/rsif.2016.0933. PMC 5332578. PMID 28228540.
  12. ^ Wallin, Margareta (2002). "Nature's Palette: How animals, including humans, produce colours" (PDF). Bioscience Explained. 1 (2): 1–12. Retrieved November 17, 2011.
  13. ^ Smyth, S.; et al. (2007). "What Makes the Peacock Feather Colorful?" (PDF). NNIN REU Journal.
  14. ^ Smyth, S. (2009). "What Makes the Peacock Feather Bright and Colorful". University of Alaska, Fairbanks (Honors Thesis). Archived from the original on 2016-03-04. Retrieved 2015-09-21.
  15. ^ Stavenga, Doekele G.; Leertouwer, H. L.; Marshall, N. J.; Osorio, D. (2010). "Dramatic colour changes in a bird of paradise caused by uniquely structured breast feather barbules" (PDF). Proceedings of the Royal Society B. 278 (1715): 2098–2104. doi:10.1098/rspb.2010.2293. PMC 3107630. PMID 21159676.[영구적 데드링크]
  16. ^ Welch, V.L., Vigneron, J.-P. (July 2007). "Beyond butterflies—the diversity of biological photonic crystals" (PDF). Opt Quant Electron. 39 (4–6): 295–303. doi:10.1007/s11082-007-9094-4. S2CID 121911730.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  17. ^ Yablonovitch, Eli (December 2001). "Photonic Crystals: Semiconductors of Light" (PDF). Scientific American. 285 (6): 46–55. Bibcode:2001SciAm.285f..46Y. doi:10.1038/scientificamerican1201-46. PMID 11759585. Retrieved 15 May 2012.
  18. ^ Vukusic, P. (February 2004). "Natural Photonics". Physics World. 17 (2): 35–39. doi:10.1088/2058-7058/17/2/34.
  19. ^ Galusha, Jeremy W., Lauren R. Richey, John S. Gardner, Jennifer N. Cha, Michael H. Bart (May 2008). "Discovery of a diamond-based photonic crystal structure in beetle scales". Physical Review E. 77 (5): 050904. Bibcode:2008PhRvE..77e0904G. doi:10.1103/PhysRevE.77.050904. PMID 18643018.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  20. ^ 포토닉 비틀: 자연은 미래 광학 컴퓨터를 위한 다이아몬드 같은 결정을 만든다 웨이백머신에 보관된 2012-11-02.2008년 5월 21일 생체모방 뉴스.
  21. ^ "Sea mouse promises bright future". BBC News. BBC. January 3, 2001. Retrieved April 26, 2012.
  22. ^ McPhedran, Ross; McKenzie, David; Nicorovici, Nicolae (3 April 2002). "A Natural Photonic Crystal" (PDF). University of Sydney School of Physics. Archived from the original (PDF) on 25 August 2012. Retrieved 18 May 2012.
  23. ^ Vukusic, P., Sambles, J.R. (14 August 2003). "Photonic Structures in Biology" (PDF). Nature. 424 (6950): 852–855. Bibcode:2003Natur.424..852V. doi:10.1038/nature01941. PMID 12917700. S2CID 4413969.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  24. ^ Vignolini, Silvia; Paula J. Rudall; Alice V. Rowland; Alison Reed; Edwige Moyroud; Robert B. Faden; Jeremy J. Baumberg; Beverley J. Glover; Ullrich Steinera (2012). "Pointillist structural color in Pollia fruit". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (39): 15712–15715. Bibcode:2012PNAS..10915712V. doi:10.1073/pnas.1210105109. PMC 3465391. PMID 23019355.
  25. ^ 크로닌, T.W., 조손, S., 마샬, N.J., 영장, E.J. (2014) 프린스턴 대학 출판부의 "시각 생태학"
  26. ^ Martinez-Hurtado, J L (November 2013). "Iridescence in Meat Caused by Surface Gratings". Foods. 2 (4): 499–506. doi:10.3390/foods2040499. PMC 5302279. PMID 28239133.
  27. ^ Goodling, Amy E.; Nagelberg, Sara; Kaehr, Bryan; Meredith, Caleb H.; Cheon, Seong Ik; Saunders, Ashley P.; Kolle, Mathias; Zarzar, Lauren D. (February 2019). "Colouration by total internal reflection and interference at microscale concave interfaces". Nature. 566 (7745): 523–527. Bibcode:2019Natur.566..523G. doi:10.1038/s41586-019-0946-4. ISSN 1476-4687. PMID 30814712. S2CID 71144355.
  28. ^ Goodling, Amy E.; Nagelberg, Sara; Kolle, Mathias; Zarzar, Lauren D. (2020-07-06). "Tunable and Responsive Structural Color from Polymeric Microstructured Surfaces Enabled by Interference of Totally Internally Reflected Light". ACS Materials Letters. 2 (7): 754–763. doi:10.1021/acsmaterialslett.0c00143. S2CID 219739918.
  29. ^ Mäthger, L.M., Bell, G.R., Kuzirian, A.M., Allen, J.J. and Hanlon, R.T. (2012). "How does the blue-ringed octopus (Hapalochlaena lunulata) flash its blue rings?". The Journal of Experimental Biology. 215 (21): 3752–3757. doi:10.1242/jeb.076869. PMID 23053367.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  30. ^ Eder, J. M. (1945) [1932]. History of Photography [Geschichte der Photographie] (in German) (4th ed.). Dover. pp. 668–672. ISBN 978-0-486-23586-8.
  31. ^ Biedermann, Klaus (15 May 2005). "Lippmann's and Gabor's Revolutionary Approach to Imaging". Nobel Prize.
  32. ^ Cherny-Scanlon, Xenya (29 July 2014). "Seven fabrics inspired by nature: from the lotus leaf to butterflies and sharks". The Guardian. Retrieved 23 November 2018.
  33. ^ Sgro, Donna. "About". Donna Sgro. Retrieved 23 November 2018.
  34. ^ Sgro, Donna (9 August 2012). "Biomimicry + Fashion Practice". Fashionably Early Forum, National Gallery Canberra. pp. 61–70. Retrieved 23 November 2018.
  35. ^ "Teijin Limited Annual Report 2006 R&D Efforts" (PDF). Teijin Japan. July 2006. Archived from the original (PDF) on 17 November 2016. Retrieved 23 November 2018. MORPHOTEX, the world's first structurally colored fiber, features a stack structure with several tens of nano-order layers of polyester and nylon fibers with different refractive indexes, facilitating control of color using optical coherence tomography. Structural control means that a single fiber will always show the same colors regardless of its location.
  36. ^ "Fabric Morphotex". Transmaterial. 12 October 2010. Retrieved 23 November 2018.
  37. ^ Huang, J., Wang, X., Wang, Z.L. (2008). "Bio-inspired fabrication of antireflection nanostructures by replicating fly eyes". Nanotechnology. 19 (2): 025602. Bibcode:2008Nanot..19b5602H. CiteSeerX 10.1.1.655.2198. doi:10.1088/0957-4484/19/02/025602. PMID 21817544.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  38. ^ Boden, S.A., Bagnall, D.M. "Antireflection". University of Southampton. Retrieved May 19, 2012.{{cite web}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  39. ^ Morhard, C., Pacholski, C., Lehr, D., Brunner, R., Helgert, M., Sundermann, M., Spatz, J.P. (2010). "Tailored antireflective biomimetic nanostructures for UV applications". Nanotechnology. 21 (42): 425301. Bibcode:2010Nanot..21P5301M. doi:10.1088/0957-4484/21/42/425301. PMID 20858934.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)

외부 링크