用清水進行無毒染料的可能性
科技產業資訊室 (iKnow) - 王宣智 發表於 2019年3月14日
圖、用清水進行無毒染料的可能性
美國麻省理工學院與賓夕法尼亞州立大學的研究人員在 Nature 期刊發表一種無毒潛在染料的技術，透過普通的清水即可產生鮮豔的色彩，此技術未來有幾會取代不健康的染料，應用於化妝品或染料。
在適當的條件下，透明表面的水滴在不添加油墨或染料的情況下，會產生鮮豔的色彩。研究人員發現，若是每一個微小液滴尺寸完全相同時，當用細小的透明液滴覆蓋住點光源時，水滴會產生明亮的顏色。這種虹彩效果是因為光與水滴的顏何結構相互作用，造成不同顏色的光行進的路線不同，所產生的結構顏色。
研究人員一開始假設顏色是由於陽光被雨滴重定向，因此生成類似彩虹的效果。但研究人員發現，彩虹效果需要由球體所引發，然後實驗中產生驚人藍色的水滴為半球形水滴，且半球型凹面允許在完全球體內不可能出現的光學效應：全內反射(Total Internal Reflection, TIR)。水滴顏色將取決於結構條件，例如液滴的大小、曲率、折射率等，研究人員將這些參數納入數學模型，以預測在特定結構和光學條件下，液滴將呈現的顏色。
研究人員在實驗室測試了模型分析工具的準確性，使用微流體裝置精確控制液滴乳液的尺寸，並在培養皿中產生一個完全相同尺寸、由液滴組成的地毯結構，當用白光照射時，液滴呈現了絢麗的色彩，且會因為相機的觀測角度不同而得到不同的顏色。經歷過不同的測試後，證實此模型可用於設計一系列的液滴變色應用。(544字；圖1)
參考資料：
Engineers Produce Iridescent Colors With Clear Water Droplets. SciTechDaily，2019/3/2
Colouration by total internal reflection and interference at microscale concave interfaces. Nature，2019/2/27
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