คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าเหตุใดผีเสื้อและผลไม้บางชนิดจึงสามารถเปล่งประกายด้วยโลหะสีฟ้าเหลือบรุ้ง และแมลงปีกแข็งสามารถตกแต่งตัวมันเองด้วยเปลือกสีทองได้ แต่ไม่มีสีใดที่ช่วยให้คุณถ่ายทอดสีแบบไดนามิกเหล่านี้ได้โดยตรง ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับวิธีที่สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสร้างสี สีและเม็ดสีเพียงแค่ดูดซับส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นและสะท้อนส่วนที่เหลือเพื่อสร้างสีที่เรามองเห็น
สีขาว
หากสะท้อนแสงที่มองเห็นได้ทั้งหมด สีดำหากไม่มีการสะท้อนเกิดขึ้น และสีอื่นๆ เมื่อสะท้อนเพียงบางส่วนของสเปกตรัม ในทางตรงกันข้าม สีสันที่สดใสเป็นพิเศษของผีเสื้อและแมลงปีกแข็งนั้นได้มาจากวัสดุโปร่งใสที่มีโครงสร้างระดับนาโน เนื่องจากคุณลักษณะเหล่านี้มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่น
ของแสง จึงสามารถโต้ตอบกับแสงเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่า “สีโครงสร้าง”นก แมลง สัตว์เลื้อยคลาน แบคทีเรีย และแม้แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดแสดงสีโครงสร้างที่หลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งอาจไดนามิก ไม่ซ้ำใคร และสว่างกว่าสีมาตรฐาน อย่างที่ไอแซก นิวตันสงสัย สีที่สดใสที่แสดงโดยนกยูง
นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างและไม่สามารถทำได้ด้วยการสร้างเม็ดสีที่เหมือนสี พืชสามารถสร้างสีโครงสร้างได้เช่นกัน แม้ว่าพวกมันจะได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์น้อยกว่าสัตว์ก็ตาม แท้จริงแล้วสีโครงสร้างสามารถพบได้ในทุกสิ่งตั้งแต่ดอกไม้และเฟิร์น ผลไม้ ใบไม้ และแม้แต่สาหร่ายทะเล
นอกจากการขยายช่วงที่มีอยู่และความสว่างของสีที่มากกว่าสีที่สร้างขึ้นโดยการสร้างเม็ดสีแล้ว สีที่มีโครงสร้างยังสามารถให้ประโยชน์เพิ่มเติมแก่สิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาเนื่องจากสามารถปรับแต่งและปรับเปลี่ยนได้ง่าย เม็ดสีต้องได้รับการสังเคราะห์เป็นพิเศษโดยสิ่งมีชีวิต ซึ่งต้องใช้เคมีขั้นสูง
ยีนจำนวนมาก และพลังงานจำนวนมาก ในทางตรงกันข้าม สีที่มีโครงสร้างจำนวนมากเกิดจากวัสดุที่มีอยู่มากมาย เช่น เซลลูโลสหรือขี้ผึ้งที่ผนังเซลล์ สิ่งนี้สามารถเป็นประโยชน์อย่างมากในเชิงวิวัฒนาการ วิวัฒนาการและปรับตัวได้ง่ายกว่า รวมถึงการผลิตที่ “ถูกกว่า” แท้จริงแล้ว สีโครงสร้างสามารถ
เปลี่ยนแปลง
ได้โดยการเปลี่ยนขนาดของโครงสร้างเท่านั้นลายดอกกลีบดอกไม้บางชนิดมีตัวอย่างที่น่าสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับโครงสร้างนาโนที่สร้างสี รู้จักกันในชื่อ ซึ่งเป็นรอยย่นบนพื้นผิวคู่ขนานในหนังกำพร้าของกลีบ ซึ่งเป็นชั้นขี้ผึ้งบนของดอกไม้ และเกิดขึ้นเมื่อการเจริญเติบโตตามทิศทางของเซลล์พืช
ที่อยู่ข้างใต้ทำให้พื้นผิวของกลีบดอกเกิดริ้วรอย เส้นสายมีขนาดเล็ก ไม่กี่ร้อยนาโนเมตรหรือเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ถึง 100 เท่า โครงสร้างในระดับความยาวนี้มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของแสงที่ตามองเห็น ดังนั้นพวกมันจึงมีปฏิกิริยากับมัน ทำให้เกิดการรบกวน
อันตรกิริยาคือการสะท้อนแสงบางส่วนที่ส่วนต่อประสานของวัสดุ ซึ่งเกิดจากแสงเดินทางด้วยความเร็วต่างกันเมื่อส่องผ่านวัสดุที่มีความหนาแน่นของแสงต่างกัน (เช่น อากาศ น้ำ ขี้ผึ้ง หรือเซลลูโลส) ระยะห่างระหว่างจุดที่แสงสะท้อนจะเป็นตัวกำหนดว่าแสงจะรบกวนตัวเองอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
ระยะห่างระหว่างองค์ประกอบโครงสร้างเป็นตัวกำหนดว่าสีใดจะสะท้อน (การรบกวนเชิงสร้างสรรค์) และสีใดที่ไม่ใช่ (การรบกวนเชิงทำลาย) หากเส้นแบ่งของดอกไม้ใกล้เคียงกับโครงสร้างคาบ จะมีลักษณะคล้ายกับตะแกรงเลี้ยวเบน (ดูรูปที่ 1) ในการศึกษาครั้งแรกที่อธิบายถึงการแตกลาย นักวิจัยได้สังเกตเห็น
ลักษณะสีรุ้งอ่อนๆ ในสายพันธุ์ชบาและทิวลิป ซึ่งเป็นเรื่องปกติของการจัดลำดับที่ค่อนข้างเป็นระเบียบ อย่างไรก็ตาม โดยธรรมชาติแล้ว แม้แต่โครงสร้างพื้นผิวที่แสดงระเบียบแบบแผนของท้องถิ่นก็ยังถูกรบกวนโดยเนื้อแท้ในระดับหนึ่ง ความผิดปกตินี้มีให้เห็น เช่น ในปีกผีเสื้อ ซึ่งช่วยขยายช่วงเชิงมุม
ของการให้สี ทำให้มองเห็นเอฟเฟกต์ได้จากมุมมองที่มากขึ้น นอกเหนือจากประโยชน์นี้แล้ว ความผิดปกติในโครงสร้าง (กึ่ง) คาบมักถูกมองว่าเป็นผลที่น่าเสียดายและหลีกเลี่ยงไม่ได้ในธรรมชาติมากกว่าลักษณะการทำงาน มันอยู่ในรายละเอียด แต่เมื่อทีมงานของเราที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ประเมิน
บทบาท
ของความผิดปกติทางธรรมชาติในดอกไม้หลายสิบชนิดที่มีพื้นผิวเป็นริ้วๆ เราก็ต้องประหลาดใจ อันดับแรก เราต้องหาดอกไม้ที่มีสีโครงสร้าง ซึ่งเราทำโดยการดูดอกไม้จำนวนมากด้วยสายตา จากนั้นใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในการดูสีตามมุมมอง (ซึ่งเป็นหลักฐานสำหรับสีโครงสร้าง)
แม้ว่าในครั้งแรกเราจะพบว่าการเปลี่ยนแปลงของขนาดเส้นริ้วและระยะห่างทำให้รุ้ง-สีรุ้งลดลงอย่างมาก แต่ก็ทำให้เกิดเอฟเฟกต์แสงแบบใหม่ที่คาดไม่ถึง ในขณะที่การเลี้ยวเบนทั่วไปสะท้อนสีทั้งหมดค่อนข้างเท่ากัน แต่ในมุมที่ต่างกัน แถบกึ่งคาบบนดอกไม้ควรสะท้อนความยาวคลื่นที่สั้นกว่า
(แสงอัลตราไวโอเลตและแสงสีน้ำเงิน) ในช่วงทิศทางที่กว้างกว่าและสม่ำเสมอกว่ามาก (ที่ช่วงมุมกระเจิงระหว่างประมาณ –25 และ +25 องศา) เราเรียกเอฟเฟกต์แสงนี้ว่า “รัศมีสีน้ำเงิน”ด้วยการใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ เราสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ต่างๆ และดูผลกระทบของขนาดคุณลักษณะ
ต่างๆ บนรัศมีแสงนี้ ตัวอย่างที่มีโครงสร้างระดับนาโนเทียมซึ่งทำโดยการพิมพ์หินด้วยลำแสงอิเล็กตรอนและการจำลองแบบโดยใช้แม่พิมพ์ที่มีความละเอียดสูง ช่วยให้เราสามารถยืนยันการคาดการณ์การจำลองและเลียนแบบการตอบสนองทางแสงของดอกไม้จริงได้ ในขณะเดียวกัน (ที่สำคัญ)
ทำให้ระบบมีความซับซ้อนน้อยลง เนื่องจากดอกไม้มีลักษณะเฉพาะมากมายสำหรับพวกมัน เราจึงไม่สามารถออกแบบการทดลองพฤติกรรมผึ้งอย่างยุติธรรมกับตัวอย่างดอกไม้จริงได้ วิธีการจำลองแบบช่วยให้เราสามารถสร้างตัวอย่างที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนซึ่งแตกต่างกันเฉพาะในโครงสร้างเท่านั้น
ที่น่าสนใจคือ สำหรับพืชต่างๆ ที่วิเคราะห์ พบว่ามีผลทางแสงที่คล้ายกันมาก
Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
