您是否覺得牆壁、衣服和牙齒不夠白？好訊息是：科學家們已經確定了一種名為Cyphochilus甲蟲的耀眼白色的來源，並且利用這些知識可能有助於使從油漆到 T 恤的一切都變得更加耀眼。事實證明，這種蟲子的鱗片包含一個由隨機蛋白質纖維組成的多孔網路，可以強烈散射所有波長的光，這是強烈白色色彩的先決條件。
這種甲蟲可能無法在蝴蝶鮮豔的藍色中脫穎而出，但英國埃克塞特大學的光學物理學家皮特·武庫西奇說：“就純粹的設計獨創性而言，對我來說這是我最喜歡的，”他研究過蜻蜓和蝴蝶的鮮豔色彩。
當武庫西奇在一個昆蟲收藏家的網站上看到Cyphochilus時，他就知道自己發現了新東西。“如此驚人地明亮和白色一定來自非常薄的東西，”他指的是它薄薄的鱗片層。“這本身就非常有趣。任何行業都可以製造出非常厚的白色物質。” 他說，材料的層數越多，它散射光的能力就越強，其顏色也就越亮。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和觀點的有影響力的故事的未來。
在本週的《科學》雜誌上，武庫西奇和他的同事報告說，這種蟲子五微米厚的鱗片比兒童的乳牙還要白，而乳牙包裹在一毫米厚的白色牙釉質層中。他們使用國際標準來評估甲蟲的相對白度。
電子顯微鏡顯示，這些鱗片是由看似隨機排列的細絲纏結而成，每根細絲寬約 250 奈米。隨機微觀結構是產生白色顏色的關鍵，白色顏色是當所有波長的光線從表面均勻散射時產生的。如果表面包含任何重複圖案，它將反射與該圖案匹配的波長的光。
為了證實細絲的隨機性，研究人員拍攝了細絲網路的橫截面影像，並執行了一種稱為傅立葉變換的數學技術，該技術揭示了形狀中的任何重複。他們還將雷射束照射到其中一個鱗片上，並將產生的圖案投影到曲面上。鱗片內部結構的任何重複都會在投影光圖案中顯示出來。該小組報告稱，這兩種技術都沒有發現任何非隨機性的跡象。
武庫西奇說，顏色的亮度來自於細絲之間的空氣間隙。光線每次在兩種光速差異很大的材料之間傳遞時都會發生散射，這也稱為它們的折射率。就像鑽石中的刻面一樣，光線可以散射的地方越多，最終的顏色就越亮。
武庫西奇說：“如果你將散射中心分開，但不要分開太多，那麼你實際上提高了整個光譜被散射的效率。” 他說，如果製造商能夠學會如何利用這種效應，他們也許能夠使幾乎所有白色的東西都變得更白。