“顏色”從何而來

徐智超

[摘要]顏色，與生活息息相關(guān)?？梢愿鶕?jù)光的本質(zhì)，光譜知識(shí)，不同顏色的產(chǎn)生與對(duì)應(yīng)，反射與透射尋求生活中不同顏色的本質(zhì)與原理。生活是我們最好的老師，只要我們處處留心生活，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)物理就在我們身邊，培養(yǎng)我們善于觀察周圍事物的能力，可以用所學(xué)知識(shí)對(duì)周圍的日常現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)色;結(jié)構(gòu)色;染料

顏色是人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的可見光的感知，從本質(zhì)與原理對(duì)不同類型的顏色進(jìn)行歸類分析，舉例對(duì)比化學(xué)色和結(jié)構(gòu)色的差別與特點(diǎn)，顏色的多彩變化，化學(xué)色和結(jié)構(gòu)色是各種生物表現(xiàn)出顏色的兩種主要類型，了解了化學(xué)色和結(jié)構(gòu)色的定義、本質(zhì)與特點(diǎn)，并進(jìn)行了具體分析，從茫然無從到能夠主觀地去理解和判斷，能夠正確判斷顏色表現(xiàn)的歸屬。

一、化學(xué)色的原理

從化學(xué)角度分析化學(xué)色的具體原理，涉及的化學(xué)知識(shí)與原理，自然界和生產(chǎn)生活中的化學(xué)色的存在與化學(xué)本質(zhì)。我國(guó)是世界染料的主要生產(chǎn)地，出口量居世界第一位，目前染料工業(yè)已發(fā)展成為獨(dú)立的精細(xì)化工行業(yè)，并且在裝修時(shí)可以調(diào)和不同類型的色彩，如冷色調(diào)、暖色調(diào)，紡織品顏色等。染料工業(yè)的發(fā)展也能提供更好的生活體驗(yàn)，我們將不同的顏色持久的染色度應(yīng)用在生活中，所以化學(xué)色在我們生活中的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。生活中我們常見的化學(xué)色的來源有化學(xué)染料、色素等，有助于我們對(duì)化學(xué)色的理解，提高我們根據(jù)原理及表現(xiàn)判斷其本質(zhì)的能力。但隨著生活水平的逐步提高，人們對(duì)自己的穿衣品味和顏色搭配都有一些要求，現(xiàn)在市場(chǎng)上面銷售的衣服都是各自款式，顏色也五彩繽紛。這些或深或淺顏色的衣服，都是經(jīng)過很多染料洗染出來的，現(xiàn)在國(guó)家對(duì)于衣服的染料用料多少，都是有要求的，現(xiàn)在就說說染料對(duì)身體有哪些害處？絕對(duì)無毒的化工材料或化學(xué)藥劑是不存在的，也并非有毒化料不能使用，染色時(shí)毒性較大，不一定染色后的衣物還保持較大的毒性。染色時(shí)毒性較大的染料和染色后殘留在織物上芳香胺致癌物質(zhì)的染料主要有：第一，苯胺染料。苯胺染料是第一個(gè)問世的染料，也是最先被禁用的染料;第二，硫化染料。硫化染料的毒性主要是在染色時(shí)釋放，嚴(yán)重者可致人死亡。

二、染料還運(yùn)用于其他方面

第一，根據(jù)纖維性質(zhì)選擇染料，各種纖維由于本身性質(zhì)不同，在進(jìn)行染色時(shí)就需要選用相適應(yīng)的染料。第二，根據(jù)被染物用途選擇染料。由于被染物用途不同，故對(duì)染色成品的牢度要求也不同。第三，根據(jù)染料成本選用染料。在選擇染料時(shí)，不僅要從色光和牢度上著想，同時(shí)要考慮染料和所用助劑的成本、貨源等。第四，染色時(shí)染料的選擇在需要拼色時(shí)，選用染料應(yīng)注意它們的成分、溶解度、色牢度、上染率等性能。第五，根據(jù)染色機(jī)械性能選擇染料。由于染色機(jī)械不同，對(duì)染料的性質(zhì)和要求也不相同。如果用于卷染，應(yīng)選用直接性較高的染料;用于軋染，則應(yīng)選擇直接性較低的染料，否則就會(huì)產(chǎn)生前深后淺、色澤不勻等不符合要求的產(chǎn)品。除上述以外，化學(xué)色還存在于自然界，漂亮的熒光海就是很好的例子。熒光海實(shí)際上是一種生物發(fā)光現(xiàn)象。這是由于以夜光蟲為代表的甲藻類大量繁殖，以至于出現(xiàn)很強(qiáng)的熒光現(xiàn)象，表明這一地區(qū)海水內(nèi)諸如磷、鉀、鐵等營(yíng)養(yǎng)因子含量上升，使得甲藻作為食物的細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌和單細(xì)胞藻類數(shù)量增加，這是海水富營(yíng)養(yǎng)化的先兆之一。如果進(jìn)一步發(fā)展，有可能造成甲藻的爆發(fā)性增長(zhǎng)，從而形成赤潮。因此，對(duì)于“熒光海灘”的出現(xiàn)，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

三、顏色的產(chǎn)生

顏色的產(chǎn)生有很多種，一般人們熟悉的是由于色素的原因?qū)膺M(jìn)行吸收和發(fā)射，但是在生物的進(jìn)化過程中，出現(xiàn)了由結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同顏色的光的現(xiàn)象，會(huì)發(fā)生一些干涉，衍射或散射等現(xiàn)象，并形成一定顏色的光。結(jié)構(gòu)色外形美觀，它不能被化學(xué)藥品或熱水處理而消失。但若把表皮放人與其折光率相同的無色液體中，顏色就會(huì)消失，當(dāng)取出來放干后，原來的顏色又恢復(fù)，如鱗翅目成蟲鱗片上的顏色。肥皂水吹成的泡在日光下產(chǎn)生虹彩，這種顏色可稱為薄膜色，也是一種結(jié)構(gòu)色。同樣，CD背面的顏色也是一種結(jié)構(gòu)色。結(jié)構(gòu)色能引起不同研究領(lǐng)域科研人員廣泛關(guān)注，源于在自然界中的結(jié)構(gòu)色與微結(jié)構(gòu)之間的復(fù)雜關(guān)系。微結(jié)構(gòu)的精確描述及其光學(xué)特性分析是一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程。例如，鳳蝶P.P.Fabricius和P.lorquinianus鱗翅有上下層兩種鱗片組成，鱗翅結(jié)構(gòu)色主要由上層鱗片產(chǎn)生類型;附著上層鱗片上的脊型結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)顏色基本上沒有影響;鱗片上的凹坑形狀會(huì)對(duì)顏色產(chǎn)生影響，隨著深度逐漸減小，顏色主波長(zhǎng)往長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，且顏色亮度逐漸增大，當(dāng)鱗片表面無凹坑時(shí)，亮度最大。由于結(jié)構(gòu)色具有不褪色、環(huán)保和虹彩效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在顯示、裝飾、防偽等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)語

對(duì)自然界中生物的結(jié)構(gòu)色形成機(jī)理及其應(yīng)用進(jìn)行研究，可以促進(jìn)仿生結(jié)構(gòu)色加工和微納米光學(xué)技術(shù)的發(fā)展。傳感器上就運(yùn)用了結(jié)構(gòu)色，根據(jù)光信號(hào)的變化進(jìn)行轉(zhuǎn)換檢測(cè)，（也可根據(jù)其基底材料的不同來區(qū)分），另外還有顏色傳感，如將羧基共聚合成水凝膠，以制造出響應(yīng)性材料，可用于檢測(cè)多種分子分析。通過傳感器與結(jié)構(gòu)色的結(jié)合，進(jìn)行研究、建設(shè)、開發(fā)與應(yīng)用，一定可以創(chuàng)造出對(duì)人類有益的新事物來。

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