مروری بر رنگ‌های ساختاری در طبیعت با بررسی نمونه‌هایی از توری پراش

نویسنده

طراحی صنعتی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز

چکیده

دنیایی از رنگ‌های گوناگون در طبیعت پیرامون ما گسترده شده است که شناسایی و فهم چگونگی شکل‌گیری آنها در حوزه‌های مختلف علمی مورد توجه است. در مجموع سه منشأ اصلی برای رنگ‌های موجود در طبیعت شناخته شده است: رنگدانه‌ها، بیولومینانس و رنگ‌های ساختاری. رنگ‌های ساختاری شیوه متفاوتی از تولید رنگ بدون وجود رنگدانه هستند که بسیاری از موجودات در طبیعت همانند انواع سوسک‌ها، پروانه‌ها و پرطاووس رنگ‌های درخشان و خیره‌کننده‌ای با قابلیت‌های منحصربفرد بر اساس این روش از خود به نمایش می‌گذارند. رنگ‌های ساختاری در نتیجه برخورد نور با ساختارهای ویژه‌ای که در مقیاس نانو و میکرو در اعضای مختلف بدن این موجودات وجود دارد، ایجاد می‌شوند. متداول‌ترین سازوکارهایی که علت به وجودآمدن رنگ‌های ساختاری هستند شامل تداخل لایه، پراکندگی، بلورهای فوتونیک و توری پراش می‌باشند که از میان آنها تداخل لایه متداول‌ترین روش مورد استفاده در طبیعت است. این روش‌ها بصورت مستقل و یا ترکیبی در طبیعت مورد استفاده هستند. به غیر از حیوانات که وجود رنگ‌های ساختاری در آنها بیشتر شناخته شده است، گیاهان نیز نمونه‌های فراوانی از کاربرد رنگ‌های ساختاری را در خود دارند. این مقاله به روش توصیفی-تحلیلی به معرفی سازوکارهای تولید رنگ‌های ساختاری با تمرکز بر روش توری پراش می‌پردازد. توری پراش از کمیاب‌ترین روش‌های مورد استفاده در طبیعت است که رنگ‌های رنگین‌کمان ایجاد می‌کند و نمونه‌هایی از آن در سنگ اوپال، برخی از انواع سوسک‌ها و پروانه‌ها و گیاهانی چون گل بامیه و لاله وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

dor 20.1001.1.22517278.1395.6.3.3.0

عنوان مقاله [English]

A Review on Structural Colors in Nature in the focus of Diffraction Grating

چکیده [English]

We live in a nature full of different colors around us. Different areas of science were interested understanding the means of colors been produced in nature. Three main sources have been identified for nature’s colors: pigments, structural colors and bioluminescence. Structural colors are a different way in producing color which is not based on pigments. Many various types of creatures such as beetles, butterflies and peacock feather show bright and attractive colors based on structural colors. Structural color is a special one, which is the color produced from complex interaction between light and sophisticated nano- or micro-structures. The most common mechanisms of structural colors are film interference, diffraction grating, scattering and photonic crystals. Film interference is the mostly used one. The mechanisms mentioned are used independently or combined with each other in nature. Along with animals which are best known for structural colors, there are many examples of plants in case too. This paper presents an overview of various relevant mechanisms in nature and focus on diffraction grating in details. Diffraction gating is rare than other methods and produces iridescent colors. Some examples of it have been recognized in opals, beetles, butterflies and some plants like hibiscus and tulip flowers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structural color
  • Diffraction grating
  • Film interference
  • Scattering and Photonic crystals
  • nature