解鳥羽不褪色之謎 科學家：未來可不用化學染劑了
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本報2015年12月30日綜合外電報導，姜唯編譯；蔡麗伶審校
未來白襯衫可能可以和紅色毛衣一起洗而不怕被染色了。科學家發現，許多鳥類色彩鮮豔的羽毛來自其獨特的光線反射方式，揭開鳥羽不因老化而褪色、綠樹蛙死後變成藍色的秘密。
松鴉。圖片來源：Butal Lee（CC BY-NC-ND 2.0）。
羽毛白變藍 全靠網孔大小改變
與鳥類不同，人類毛髮的顏色來自毛髮從毛囊長出時持續產生黑色素。這份研究說明了為什麼許多鳥鮮豔的羽毛不會像人類的毛髮一樣，隨著日光或老化褪色。
科學家研究松鴉翅膀羽毛上的倒鉤發現，其海綿狀基質內的超微網孔，控制著羽毛的整體色調，而這些網孔大小的變化，就能讓羽毛上的倒鉤從白色變成藍色。
科學家接著用歐洲同步輻射實驗室的X光設備，建立松鴉羽毛倒鉤中海綿狀奈米結構的影像，精細度達10億分之一公尺。他們發現，鳥類基因控制了海綿層中的網孔尺寸，進而決定了反射光線的波長，也就是其他鳥類或人類所見的顏色。調整這些網孔的尺寸和密度就能改變肉眼所見顏色。
不用色素、商業染劑也不怕掉色
這也是首次如此深入瞭解鳥羽毛的成色機制。
研究主要作者、雪菲爾大學Andrew Parnell博士表示，研究結果顯示未來有機會發明出新型態的「結構性」上色方式，不用再依賴色素或是號稱不因日曬水洗而褪色的商業塗料和染劑。
「目前人類的技術仍依賴染劑和色素，還沒能做到如此精密地控制顏色。但現在可以仿照自然的上色方式，發明新的奈米結構服飾或塗料。」Parnell說。
天然色素與「結構性」顏色
不過，早在17世紀牛頓和虎克的時代，就知道微觀層或表面能反射不同光波而產生顏色。許多自然的顏色來自這樣的結構色，如甲蟲的虹彩翅膀、孔雀和翠鳥的鮮豔羽毛。
共同研究作者Adam Washington指出，這個發現也解釋了其他動物不尋常的體色變化，如為什麼綠色樹蛙死後變成藍色。
「綠色的波長很窄，光靠海綿結構不足以反射出綠色。大自然產生這種保護色的方式是結合如松鴉羽毛的結構性藍色和部分的黃色色素。」Washington解釋，當綠樹蛙死亡，黃色色素快速分解，只剩下結構性的藍色。
顏色通常透過色素反射特定波長可見光、吸收其他波長可見光而產生。
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