为什么“结构红色”在自然界中找不到的谜团被解开了

紫色、绿色、蓝色——光子眼镜能产生各种各样的颜色。但不是红色，在人造和自然微观结构中都神秘地缺少红色。现在，美国和韩国的研究人员揭示了其中的原因，并找到了一种生产这种缺失颜色的方法，这种方法可以应用于计算机显示行业。

许多颜色都是色素沉淀的结果——化学物质吸收了某些波长的光，剩下的反射波长就构成了我们所看到的颜色。但当光线从微观结构上散射出去，在特定波长上相互干扰时，颜色也会出现。

这种结构上的着色见于像蛋白石或孔雀羽毛这样的彩虹色物体，它们的颜色根据观察物体的角度而变化。然而，结构着色也可以产生与视角无关的颜色。具有这种功能的微结构被称为光子玻璃，例如，美国鸟的深靛蓝色就是由这种微结构形成的Passerina cyanea．

光子玻璃产生的确切颜色是由其散射元素的分离所决定的，因此，较小的分离会产生较蓝的颜色，较大的分离会产生较红的颜色。在此基础上物理学家Vinothan Manoharan马萨诸塞州哈佛大学的研究人员及其同事试图生产一种纯红色光子玻璃。但当他们尝试时，他们失望了:他们只能做出紫色。显然，他们的光子玻璃——由悬浮的微球制成——含有一种顽固的蓝色成分，污染了红色。“蓝色峰的存在使这些样品看起来呈紫色或粉红色，而不是纯红色，”马诺哈兰说。

事实上，在整个自然界中，似乎没有纯红色光子眼镜的例子——只有蓝色、绿色和紫色。利用散射理论，马诺哈兰的团队提出了一个简单的模型来解释污染的蓝色成分。它表明，额外的成分来自于干扰微观元素内部的后向散射光。模型显示，如果这些元素不是固体而是中空的，这种后向散射就会被抑制，就可以制造出纯红色的光子玻璃。

物理学家吉冈Shinya日本大阪大学的教授承认，他也注意到了光子玻璃中额外的波长较短的成分，并同意这使得纯红色难以产生。他说:“我认为他们的发现很重要，因为它会让科学家们注意到额外峰的存在以及它对颜色的影响。”

现在，他的团队已经有了红色光子玻璃的配方，Manoharan相信，从长远来看，它可以应用于电子纸质计算机显示器。尽管到目前为止，电子书阅读器制造商已经在黑白反射显示屏上取得了很大的成功，但还没有一家制造商能够生产出全彩版本。但一直在与韩国电子技术研究所(Korea Electronics Technology Institute)一起开发红色光子玻璃的马诺哈兰(Manoharan)认为，在大约5年内，红色光子玻璃的短期应用将是在油漆和涂料中。