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液态金属的结构色效应探究

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:中国科学院理化技术研究所Rao等[13]在实验中发现,液态金属被阳极氧化之后生成的氧化膜也能够呈现出彩虹般的结构色彩。如图3.21所示,当接通18V的直流电源之后,液态金属立刻铺展开,之后迅速产生了奇特的连续颜色变化。图3.21液态金属的干涉结构色[13]产生液态金属结构色的第二种方式是通过接触石墨基底而实现。但不同的是,此时系由于光的散射而引发的结构色现象。图3.22液态金属的散射结构色[13]

液态金属的结构色效应探究

我们生活在一个色彩缤纷的世界,自然界中很多生物体都能够呈现出五彩缤纷的生物结构色彩,这是由于生物体的物理亚显微结构使光发生干涉、衍射或散射的光学效果,是天然的光子晶体结构蝴蝶翅色、鸟类羽色、贝类壳层、甲虫体壁等都是因为特殊的结构而能够呈现出耀眼的色彩。中国科学院理化技术研究所Rao等[13]在实验中发现,液态金属被阳极氧化之后生成的氧化膜也能够呈现出彩虹般的结构色彩。

这里,液态金属产生结构色有两种方式。第一种方式如下:在培养皿中的稀硫酸溶液里,直流电源的阳极插在液态金属液滴的中心,直流电源的阴极连接一个铜线围成的圆环,圆环的圆心位置和液态金属的中心重合。如图3.21所示,当接通18V的直流电源之后,液态金属立刻铺展开,之后迅速产生了奇特的连续颜色变化。整个液态金属液滴形成了彩虹般光彩夺目的圆环。机理分析表明,这是由液态金属被氧化之后不同位置处的氧化膜厚度不同而产生的光的干涉现象所致。

图3.21 液态金属的干涉结构色[13](www.xing528.com)

产生液态金属结构色的第二种方式是通过接触石墨基底而实现。当接触过铝片的液态金属被转移到石墨板上时[13],也会出现一系列的从金黄色到姜黄色再到黑色的颜色变化(图3.22)。这种方式与上述方式的本质是相同的。接触过铝片的液态金属再接触石墨板时,相当于形成了一个微型的电源,使得液态金属被氧化产生氧化膜。但不同的是,此时系由于光的散射而引发的结构色现象。

图3.22 液态金属的散射结构色[13]

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