孔雀的羽毛为什么这么美丽？

复旦大学资剑教授和刘晓晗博士的研究组为了解释雄性孔雀的尾部羽毛呈现出绚丽多彩的色彩，利用电子显微镜观察、光学测量以及理论模拟，研究了孔雀羽毛颜色的来源。 据了解，自然界产生颜色主要途径是色素，但有些动物经过进化却选择了结构颜色，即依靠自然光与波长尺度相似的微结构的相互作用而产生颜色。牛顿第一个提出包括孔雀等鸟类的羽毛、昆虫等的颜色来源于薄膜干涉。人们也了解到许多鸟类包括孔雀的羽毛中存在有规律的周期结构，但对孔雀羽毛等颜色来源的物理机制还没有清晰的了解。 与薄膜干涉不同，资剑教授和刘晓晗博士的研究发现，孔雀羽毛的颜色策略非常精妙，小羽枝表皮下面的周期结构是羽毛结构颜色的起因。实验和理论模拟显示二维周期结构沿表皮方向对某一波段的光有很强的反射，形成颜色。其调控方式有两种，一种是调控周期长度，另一种是调控周期数目。不同颜色是由于表皮下的周期结构的周期长度不同，蓝色、绿色、**、棕色小羽枝对应的周期长度依次增大。棕色羽毛还利用了Fabry－Perot干涉效应，其周期数目最小，由F－P效应造成额外的蓝颜色，形成混合色而呈棕色。 这项基础研究阐明了自然界调控色彩产生的巧妙机制，同时也启发人类在控制色彩方面的新思路，如增加视觉或产生视觉干扰，甚至可能在未来的显示技术方面探索一条新路子。