受蝴蝶启发，科学家3D打印出彩色的纳米结构

图源：苏黎世联邦理工学院

Cynandra opis蝴蝶原产于热带非洲，它们的翅膀拥有绚丽的色彩。这些是由可见光波长范围内极其复杂的规则表面结构产生的。通过偏转光线，这些结构可以放大或抵消光的各个颜色分量。

近日，苏黎世联邦理工学院的研究人员受该物种的启发，通过3D打印技术，制造出了彩色的纳米结构。这个原理，以后可以帮助制作彩屏。

自然界中有许多这种结构着色的例子，包括不规则的表面结构。但是，Cynandra opis翅膀上的规则纳米结构特别适合使用 3D 打印技术来进行重建。Cynandra opis 结构由两个相互垂直堆叠的网格层组成，晶格间距约为 1/2 至 1 微米。

通过在 250 纳米到 1.2 微米的范围内改变这种晶格间距和晶格棒的高度，研究人员生产出了能够生成可见光谱所有颜色的 3D结构。

此外，他们还制作了一张尺寸为 2 x 2 微米的多色调结构的微型图像。研究人员表示，大规模生产纳米结构也是可以想象的。因为我们可以 3D 打印负结构作为模板，从而生产出大量复制品。这意味着，该原理可能适用于制造高分辨率彩色显示器，例如薄的可弯曲屏幕。

此外，研究人员还指出，纳米结构色可以取代当今印刷和绘画中使用的颜料。与传统颜料相比，结构色具有某些优势：它们持续时间更长，因为它们在光照下不会褪色，而且更加环保。

该研究论文题为“Replicating the Cynandra opis Butterfly's Structural Color for Bioinspired Bigrating Color Filters”，已发表在Advanced Materials上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202109161

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