北京自然博物馆的展厅中,有一面蝴蝶展墙格外引人注意。无论是小朋友还是大朋友路过它时总会忍不住驻足,欣赏那些色彩斑斓的蝴蝶。
蝴蝶是大自然最完美的杰作,当它在空中飞舞时就像一个小精灵,给人绚烂而又梦幻的美好感受。就好像有一个光影魔术手在给我们制造幻象,而魔术的关键就是蝴蝶的鳞片。
蝴蝶身上粉末状的覆盖物就是他的鳞片。在显微镜下,可以看到蝶翅上的鳞片像房顶瓦片一样排列有序。
鳞片是由表皮细胞演化而成,细胞中含有的色素颗粒可以使每个鳞片都拥有自己独一无二的颜色,这种颜色被称为色素色。不同蝴蝶的鳞片也会大小不一,形态各异,它们就像拼图的碎片,当按照一定的顺序排列时,就呈现出了各种美丽又奇特的花纹。
当然,蝴蝶鳞片并非只能像色块拼接一样简单的呈现色彩,很多还可以随着角度变化,展现出深浅不一的颜色变换,不经意间为美丽的蝴蝶增添了几分灵动的色彩。这种颜色被称为结构色,源自于鳞片上更加细微的表面结构,要在纳米级分辨率的电子显微镜下才能观察到。放大的鳞片表面可以看到或突出成脊、或凹陷成沟的脉络,纵横交错形成栅格状的结构。这种结构被称为光子晶体。简单来讲,光子晶体就像是七彩阳光的魔术师,可以有选择的使某个波段的光通过,而阻止其他波段的光,随着阳光的照射角度不同,反射光的颜色就会跟着变化。从而出现炫目的金属光泽。
事实上自然界中拥有光子晶体的不止是蝴蝶。体色多变的甲虫,漂亮尾羽的孔雀,各种炫彩的贝壳……这些都是光子晶体。